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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)

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。

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這個知識與這些主題有關:

💡 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