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科普 》 宇宙、地球和生命的進化:時間的1000個瞬間 》
第27節:二、太陽係形成(5)
林為民 Lin Weimin
星雲吸積說
假定雲狀圓盤圍繞太陽旋轉的局面已定,描繪行星形成過程的另一種方法便是吸積過程,這就是說許多小天體集聚合併成為大天體。從火星上、月亮上和地球上的撞擊環形山或隕星坑便可看出,這些天體在太陽形成後的第一個10億年期間,每個都收集了許多小型天體。月亮上的月海與東方盆地就是由於收集這些小型天體而形成的,因而使月亮的質量大為增加。照此看來,月亮就是由吸積過程形成的。
吸積理論的主要障礙在於很難想象此過程是如何開始的。原始星雲圓盤中那些細小的屑粒究竟是怎樣會聚到一起而成為幾個龐大的行星的呢? 星雲圓盤中的第一批固體顯然是發現於球狀隕星中的嵌入顆粒。這些隕星嵌粒通過某種途徑集聚到形成大塊物體的母體中,這種母體經過進一步合併就可能成為小行星,以至最終成為行星。但是細小的屑粒是怎樣會聚到一起的,這一機製是完全不清楚的。
星雲圓盤中的隕星嵌粒和塵埃都是非常細小的屑末,它們之間的萬有引力很小,還不足以有效地吸引其他的顆粒。但是,這些物質屑粒受到高能光子、太陽風中的質子與電子以及宇宙射綫的轟擊,都是帶電的,電力要比引力強得多。"阿波羅"12號宇宙飛船的飛行員曾發現許多微粒附着在他們的服裝和設備之上,據推測這些顆粒是帶電的。
帶有相反電荷的兩個物體是相互吸引的,一帶電體(不論帶正電還是帶負電)會吸引其他非帶電體,用一把塑料尺與毛皮摩擦即可吸附塵埃與紙屑。可以肯定,電力之強不僅足以使星雲圓盤中的屑粒彼此吸引,而且一旦相撞,還可以結合得更加牢固。
另一個要回答的問題是,內側的類地行星和外側的類木行星的密度何以相差如此懸殊?星雲圓盤的溫度與太陽風對促使化學元素分離和圓盤中央形成石質的類地行星可能起了一定作用。星雲圓盤的中央無疑會比外部熱,所以可以認為中心的岩石一類的物質首先會凝固下來。當然,甲烷、氨、水蒸氣和二氧化碳等氣體在圓盤的熱區是不會凝固的,像氫、氨之類的最輕元素則可能被太陽風吹出太陽係的中央區。
不過,既然太陽風之強足以吹散氣體,那它也應該會使氣體電離。這樣一來,星雲圓盤的內部就可能是由自轉的電離氣體所組成。帶電粒子的運動産生磁場,人們普遍認為,造成太陽自轉速度減慢的原因正是這種自轉電離的星雲圓盤磁場和太陽磁場的相互作用。這樣,角動量由太陽轉移到圓盤,並且如果大量的氣體被吹至太空,那也會帶走太陽的一些角動量。當這些氣體被吹散時,行星在其形成過程中到底前進了多遠,這是不清楚的。
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【資料來源】內蒙古人民出版社 |
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