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太陽系是怎麼形成的?

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HL Tau 恆星周圍正在形成行星的原行星盤
HL Tau 恆星周圍正在形成行星的原行星盤 · ALMA(ESO/NAOJ/NRAO) · CC BY 4.0

一句話答案

約46億年前,一團巨大的分子雲因重力塌縮而旋轉扁平化,中心點燃成太陽,周圍殘餘的塵埃與氣體則逐漸聚合成行星。

先想想

太陽和地球,是不是同時、以同樣方式「誕生」的?

太陽系源自一團巨大的星際分子雲。一次鄰近超新星爆炸的衝擊,讓這團雲氣開始因自身重力塌縮,同時因角動量守恆越轉越快,逐漸壓扁成一個旋轉的圓盤。

圓盤中心因物質不斷堆積、壓力與溫度飆升,最終點燃核融合反應,誕生了太陽——太陽系99.8%的質量都集中在這裡。

剩下的塵埃去哪了?

圓盤外圍的塵埃與冰粒不斷碰撞、黏合,從微粒變成小石塊、再變成「微行星」,最後演變成今天的八大行星,這個過程稱為「吸積」。

NASA太陽動力學天文台拍攝的太陽表面影像
NASA太陽動力學天文台拍攝的太陽表面影像 · NASA/SDO(AIA)

🕰 時間表

  1. 約 46 億年前

    一團分子雲受擾動開始重力塌縮

    星雲假說的起點

  2. 塌縮後數十萬年

    雲團因角動量守恆越轉越快,被壓扁成旋轉的原行星盤

    這也是行星至今都在同一平面、同方向公轉的原因

  3. 核心達千萬度

    氫融合點燃,太陽正式成為恆星

    太陽獨占了太陽系逾 99.8% 的質量

  4. 接下來數百萬年

    盤中塵埃互撞黏結成微行星,再吸積為行星胚胎

    內側太熱只留得住岩石金屬,外側才留得住冰與氣體

  5. 約 45 億年前

    太陽風把殘餘氣體吹散,行星形成階段結束

    太陽系的基本格局就此定型

📋 知識統整表

📌 重點速查

名詞一句話說明為什麼重要
星雲假說太陽系源自一團塌縮的分子雲目前最被接受的形成理論
原行星盤環繞新生恆星的扁平氣體塵埃盤行星的原料與共同軌道平面都來自它
吸積物質靠重力與碰撞逐步聚集變大從塵埃走到行星的核心機制
凍結線盤中溫度低到水能結冰的距離界線分開了岩石行星與氣態巨行星
微行星公里等級的行星原料團塊行星成形的中間階段

⚖️ 內側岩石行星 vs 外側巨行星

項目內側岩石行星外側巨行星
成員水星、金星、地球、火星木星、土星、天王星、海王星
主要成分岩石與金屬氫氦氣體與冰
形成條件靠近太陽、高溫,只有難熔物質留得住位在凍結線外,冰粒可大量聚集
體積與衛星體積小、衛星少體積大、衛星眾多

同一團雲、同一套物理,只因與太陽的距離不同,就長出兩種截然不同的行星。

🔢 關鍵數據

項目數值
太陽系年齡約 46 億年
太陽占太陽系質量比逾 99.8%
太陽核心溫度約 1500 萬 K
從塌縮到太陽點燃約數十萬至百萬年
地球公轉軌道半徑約 1.5 億公里(1 天文單位)

為什麼?

為什麼太陽系的行星軌道大致在同一個平面上?

因為整個太陽系源自同一個扁平旋轉的圓盤,行星就是在這個盤面上逐步聚合而成的。

為什麼靠近太陽的是岩石行星,外圍是氣態巨行星?

靠近太陽處溫度太高,只有岩石與金屬能凝固;較遠處溫度夠低,氣體與冰也能附著堆積,於是形成質量龐大的氣態行星。

如果沒有那次超新星衝擊會怎樣?

分子雲可能需要更長時間、或以不同方式塌縮,太陽系形成的時間點與樣貌都可能完全不同。

知識連結

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💡 冷知識

太陽系形成初期曾有數十顆原行星互相碰撞,月球很可能就是一次地球與火星大小天體相撞後的殘骸聚合而成。

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小測驗

1. 太陽系形成的起點是什麼?

2. 為什麼太陽系的行星軌道大致落在同一平面?

3. 岩石行星集中在太陽系內側、氣態巨行星在外側,主要原因是?

今天你學會了

  • •太陽系源自一團因重力塌縮而旋轉扁平化的分子雲
  • •太陽誕生於圓盤中心,行星則由外圍塵埃逐步吸積而成
  • •溫度分布決定了內側岩石行星、外側氣態巨行星的格局

資料來源

  • NASA Solar System Exploration
  • Wikipedia - 太陽系的形成與演化