太阳系是怎样形成的？天文学家们的新发现给了我们一个新答案
2024-02-17 09:16阅读：
太阳系是怎样形成的？天文学家们的新发现给了我们一个新答案
文/袁玉刚 图/来自互联网
这几年，各国天文学家发现了许多婴儿恒星处于旋涡中，有的具有明显的双旋臂，有的具有清晰的吸积盘，有的具有长长的两极喷流。
图1 婴儿恒星MWC 758
图2 婴儿恒星HD 135344B
图3 婴儿恒星HD143006的吸积盘
图4 婴儿恒星RU LUP的吸积盘
图5 婴儿恒星L1527 IRS的两极喷流
图6 婴儿恒星IRAS 05413-0104的两极旋转喷流
这些婴儿恒星的照片告诉我们：婴儿恒星系可能就诞生于太空星云流体的旋涡中。我们的太阳系可能也是这样诞生的。只是时光荏苒，美景不在。那些旋涡里的漂亮的旋臂、美丽的吸积盘和壮观的两极喷流一去不复返了。
今天，请各位网友跟我一起使个魔法，让时光倒流到50亿年前，去欣赏一下太阳系诞生时的壮丽景象，可不要眨眼哟！
50亿年前，有一个旋涡星系叫银河系，有四条大旋臂。
图7 银河系
在英仙臂和人马臂之间的本地臂（此前叫猎户-天鹅臂）上出现了一个超级大旋涡，比地球上的台风不知大了多少倍，壮观极了。
图8 太阳系旋涡大概的样子
先是出现了一个自转的约2光年的超级大吸积盘。转了几圈，吸积盘就变了。变得中心厚，边缘薄，像个大铅饼。再后来，大铅饼中心鼓了起来，其余部分越来越薄了。远远看去，好像一对互相对着的大草帽。
图9 太阳系吸积盘的大概样子
又转了几圈，大铅饼中心轴上发生火山喷发。这是原太阳形成的标志，说明原太阳的星幔已经形成。随着星幔范围的不断扩大，大铅饼中心轴上的火山喷发越来越大，原太阳温度升高，渐趋球形。与此同时，吸积盘其余部分开始分层，最远处是
奥尔特云或者柯伊伯带。
图10 奥尔特云
又转了几圈，原太阳中心喷发出带电粒子。这是原太阳开始氢核聚变的标志，说明原太阳温度升高，渐趋扁球形。星幔温度和压力已经达到了核聚变的条件，磁场已经显现。与此同时，吸积盘其余部分出现旋涡。
奥尔特云分离，成了原太阳系的光环。
又转了几圈，原太阳中心喷发出的带电粒子出现重元素。原太阳核聚变的能力和磁场越来越强。与此同时，吸积盘其余部分的旋涡也旋聚了许多物质。
图11 原太阳诞生
又转了几圈，原太阳中心发生大喷发即超新星爆发，把大量重元素及其化合物喷撒到整个原太阳系。原太阳系旋涡由此发生倾斜。冥王星系旋涡分离，成了远亲。
又转了几圈，原太阳中心的喷发把大量重元素及其化合物继续喷撒到整个原太阳系。原太阳系吸积盘其余部分的旋涡旋聚出四大气体行星，
分别是木星、土星、天王星和海王星。它们与太阳的平均距离遵守提丢斯-波德法则，也遵守旋涡法则，即倍数法则。
图12 四大气体行星和冥王星
相同的旋聚和排斥原理旋聚出的四大气体行星与原太阳系形状相似，具有明显的中心隆起的吸积盘，吸积盘上还有次一级的小旋涡。次一级的小旋涡可以旋聚出球形卫星。
图13 木星的伽利略卫星
旋聚出的四大气体行星也有星幔，产生自由电子以及磁场，但无法产生氢核聚变，只能沦为行星。
由于四大气体行星处于原太阳系的强大磁场中，形成自己的磁场时受到原太阳系的磁场的控制，因为位于原太阳之外，因而磁场方向与原太阳相反。这就是楞次定律的来源。
图14 太阳的偶极磁场
木星有很强的磁场，极性与地球相反，偶极矩
指向地理北极。木星的磁轴与自转轴间的交角为10.8°。赤道的磁场强度为4.2高斯，
北极为14高斯，
南极为11高斯。
磁场与太阳风相互作用而形成很厚的磁层，磁层中有很强的辐射带，因而木星有很强的射电辐射。
木卫三也有偶极磁场。在木卫三处的磁场强度只有1.2
×10-3高斯。在纬度低于30°的地区，磁力线是闭合的。在高于30°的极冠地区，磁力线则向外扩散，形成极光。
木卫三的自转轴与木星平行，但被木星潮汐锁定，自转与公转周期几乎相同（自转周期7天，公转周期6天）；磁轴与自转轴的交角为176°。磁场极性与木星相反，与地球相同，偶极矩
指向地理南极。赤道地区的强度为7.2×10-3高斯，南北极地区的磁场强度是赤道地区的两倍，为14.4×10-3高斯。
需要指出：木星轨道上的特洛伊小行星群之所以安然无恙地待在L4、L5的拉格朗日点上，不是木星的万有引力如何如何，而是旋涡里的木星不由自主，始终追不上前方的L4特洛伊小行星群，也等不到后方的L5特洛伊小行星群，无法清扫这两个拉格朗日点。土星、海王星也是如此。
土星有一个很强的偶极磁场，偶极矩
指向地理北极，极性与地球相反。磁轴与自转轴间的交角不到1°。赤道的磁场强度为0.2高斯，极区的磁场强度为0.56高斯。
图15 土星磁场
因为天王星是被撞翻的，所以它躺着自转，磁极也歪着。
天王星具有2个或4个磁极。磁极与自转轴倾斜59°。北半球的磁场强度1.1
高斯，南半球的磁场强度低于0.1高斯。磁层顶在18个天王星半径处，有完整的磁尾和辐射带，扭曲倾斜的磁尾延伸数百万公里。
图16 天王星磁场
海王星也有
偶极磁场，
磁赤道大约是0.14
高斯。具有2个或4个磁极。磁极与自转轴倾斜47°。
图17 海王星的偶极磁场
又转了几圈，原太阳中心的喷发把大量重元素及其化合物继续喷撒到整个原太阳系。吸积盘上的重元素含量越来越高。四大气体行星也具有了固体核心。
又转了几圈，原太阳中心喷发重元素及其化合物继续喷撒到整个原太阳系。而原太阳的吸积盘也显现出了两条旋臂、五个壳层和五个旋涡。
又转了几圈，原太阳分离出小行星带、火星行星系、地球行星系、金星行星系和水星行星系。太阳诞生了。
小行星带因为旋涡力太小没有旋聚出行星，只旋聚出个矮行星谷神星。注意：不是没有星核，是没有大旋涡。智神星、婚神星、灶神星成为星球；小行星带有许多小行星质量很小，却拥有自己的卫星。因为它们被旋涡旋聚在一起了。
图18 矮行星谷神星
火星、地球、金星和水星则依次在各自的旋涡里被旋聚出来。固体行星
与太阳的平均距离遵守提丢斯-波德法则（外侧的行星与太阳的距离是内侧的两倍），但并不遵守旋涡法则（外侧的行星间距是内侧的两倍）。
又转了几圈，火星、地球、金星和水星依次被旋聚成球形，显现磁场。由于四大固体行星处于原太阳中，其行星间距相同，形成的磁场受到原太阳内部的影响，因而磁场方向与原太阳相同。
火星的磁场很弱，没有一个全球性偶极磁场，却有众多的局域性偶极磁场，磁层也很薄。磁信号最强的是南部高地，其他区域也存在有磁效应。北部低地和Tharsis火山区是两个没有磁性的地方。赤道表面磁场强度为0.6×10-3高斯。
地球磁场是偶极型的，磁轴与行星自转轴间的夹角为11.5°。地磁北(N)极处于地理南极附近，磁场强度约0.61高斯；地磁南(S)极处于地理北极附近，磁场强度约0.68高斯；赤道磁场强度约0.4高斯。2900公里深处地核磁场强度为25高斯，地表附近磁场强度约0.5高斯。
图19 地球磁场
因为金星被撞个倒栽葱，所以头朝下反着自转，连磁场都是反的。
金星磁场更弱，没有磁层，偶极矩
指向地理北极。由于逆向自转，阻力巨大，金星的自转速度越来越慢。早晚有一天，它会变成正转的行星，磁场也会反转，向地球看齐。
水星的磁场很弱，磁层很薄。但极性与地球相同，偶极矩
指向地理南极。赤道表面的场强为4×10-3高斯。北半球磁场几乎是南半球的三倍。磁轴和自转轴交角约12°。
太阳系就这样形成了。
太阳系形成的理论有多种，万有引力理论占据主流，自引力积聚、引力坍缩、核吸积等等，不一而足。个个都高谈引力万能。但是却堵死了
