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第27节:二、太阳系形成(5)
林为民 Lin Weimin
星云吸积说
假定云状圆盘围绕太阳旋转的局面已定,描绘行星形成过程的另一种方法便是吸积过程,这就是说许多小天体集聚合并成为大天体。从火星上、月亮上和地球上的撞击环形山或陨星坑便可看出,这些天体在太阳形成后的第一个10亿年期间,每个都收集了许多小型天体。月亮上的月海与东方盆地就是由于收集这些小型天体而形成的,因而使月亮的质量大为增加。照此看来,月亮就是由吸积过程形成的。
吸积理论的主要障碍在于很难想象此过程是如何开始的。原始星云圆盘中那些细小的屑粒究竟是怎样会聚到一起而成为几个庞大的行星的呢? 星云圆盘中的第一批固体显然是发现于球状陨星中的嵌入颗粒。这些陨星嵌粒通过某种途径集聚到形成大块物体的母体中,这种母体经过进一步合并就可能成为小行星,以至最终成为行星。但是细小的屑粒是怎样会聚到一起的,这一机制是完全不清楚的。
星云圆盘中的陨星嵌粒和尘埃都是非常细小的屑末,它们之间的万有引力很小,还不足以有效地吸引其他的颗粒。但是,这些物质屑粒受到高能光子、太阳风中的质子与电子以及宇宙射线的轰击,都是带电的,电力要比引力强得多。"阿波罗"12号宇宙飞船的飞行员曾发现许多微粒附着在他们的服装和设备之上,据推测这些颗粒是带电的。
带有相反电荷的两个物体是相互吸引的,一带电体(不论带正电还是带负电)会吸引其他非带电体,用一把塑料尺与毛皮摩擦即可吸附尘埃与纸屑。可以肯定,电力之强不仅足以使星云圆盘中的屑粒彼此吸引,而且一旦相撞,还可以结合得更加牢固。
另一个要回答的问题是,内侧的类地行星和外侧的类木行星的密度何以相差如此悬殊?星云圆盘的温度与太阳风对促使化学元素分离和圆盘中央形成石质的类地行星可能起了一定作用。星云圆盘的中央无疑会比外部热,所以可以认为中心的岩石一类的物质首先会凝固下来。当然,甲烷、氨、水蒸气和二氧化碳等气体在圆盘的热区是不会凝固的,像氢、氨之类的最轻元素则可能被太阳风吹出太阳系的中央区。
不过,既然太阳风之强足以吹散气体,那它也应该会使气体电离。这样一来,星云圆盘的内部就可能是由自转的电离气体所组成。带电粒子的运动产生磁场,人们普遍认为,造成太阳自转速度减慢的原因正是这种自转电离的星云圆盘磁场和太阳磁场的相互作用。这样,角动量由太阳转移到圆盘,并且如果大量的气体被吹至太空,那也会带走太阳的一些角动量。当这些气体被吹散时,行星在其形成过程中到底前进了多远,这是不清楚的。
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【资料来源】内蒙古人民出版社 |
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