太阳系的形成和演化

3.太阳系的形成和演化

炽热的太阳

太阳系的形成至少有46亿年，这一点已被世人公认。然而，关于太阳系的成因，还属探讨中的问题。太阳系由何而来？至今已有50多种不同的学说或假设，究其实质而言，大致可归结为星云说、俘获说和灾变说，下面主要介绍星云说。

星云假说，最早是1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自独立提出的。这个理论认为，太阳系是46亿年前在一个巨大的分子云的坍缩中形成的。这个星云原本有数光年（1光年=9.46×10¹⁵米）的大小。通过研究古老陨石中的元素发现，只有超新星爆炸（某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸）的心脏部分才能产生这些元素，所以包含太阳的星团必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波，使邻近太阳附近的星云密度增高，使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成坍缩，因而触发了太阳的诞生。

原太阳星云形成的地区就是日后将形成太阳系的地区，直径估计在7000～20000天文单位（地球与太阳之间的平均距离被称为“天文单位”，主要用于测量太阳系天体间距离的一个长度单位），而质量仅比太阳多一点。当星云开始坍缩时，它的转速加快，内部原子相互碰撞的频率增加。中心区域集中了大部分的质量，温度也比周围的圆盘更热。当重力、气体压力、磁场和自转作用在收缩的星云上时，它开始变得扁平，成为旋转的原行星盘，而直径大约是200天文单位，并且在中心有一个炽热且稠密的原恒星。

太阳系的形成和演化

1亿年后，在坍缩的星云中心，压力和密度将大到足以使原始太阳的氢开始热融合，使热能足以抵抗重力的收缩能，这时太阳才成为一颗真正的恒星。

在太阳系内侧，因为温度过高，水和甲烷这种易挥发的分子不能凝聚，因此形成的星子相对比较小，仅占有圆盘质量的0.6%，并且主要成分是熔点较高的硅酸盐和金属等化合物。这些石质的天体，最后就成为类地行星。再远一点的星子，受到木星引力的影响，不能凝聚在一起，成为原行星，即现在所见到的小行星带。在更远的距离上，在冻结线外，易挥发的物质也能冻结成固体，就形成了木星和土星这些巨大的气体巨星。天王星和海王星获得的材料较少，并且因为核心主要是冰（氢化物），因此被称为冰巨星。

一旦年轻的太阳开始产生能量，太阳风会将原行星盘中的物质吹入行星际空间，从而结束行星的成长。

太阳系八大行星

根据天文学家的推测，目前的太阳系会维持到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料，为了能够利用剩余的燃料，太阳会变得越来越热，于是燃烧的速度也越来越快。这就导致太阳不断变亮，变亮速度大约为每11亿年增亮10%。

从现在起再过大约76亿年，太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合，这会导致太阳膨胀到现在半径的260倍，变为一个红巨星。此时，由于体积与表面积的扩大，太阳的总光度增加，表面温度下降，单位面积的光度变暗。

随后，太阳的外层被逐渐抛离，最后裸露出核心成为一颗白矮星— 一个极为致密的天体，大小和地球差不多，是原来太阳质量的一半。

知识小百科

世界最大的陨石在哪里？

1976年3月8日，中国吉林地区上空发生了一场罕见的陨石雨。这次陨石雨的规模很大，是世界上已知分布面积最广的陨石雨。在陨石雨降落后，人们共收集到陨石100多块，总重2700多千克。其中最大的一块，是“吉林1号”陨石，重达1700千克，比1948年在美国发现的一颗名为“诺顿”的大陨石还要重692千克，是目前世界上最大和最重的陨石，号称“陨石之王”。