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太阳系中的小行星带有可能形成一个新的行星吗?

微商货源信息发布   发布时间:2020-10-20   发布者:koubei5

目前的太阳系在数十亿年的演化中,已经趋向于十分稳定结构,各大行星、卫星、矮行星、小行星都在规律的绕着自己的引力源运动。在太阳系内部有四颗岩石行星,其中就包括我们地球,外部有四颗气态巨行星,以及柯伊伯带和奥尔特云。最后这两个小行星、气体和尘埃地带所在的区域属于太阳系最外围的空间,也是太阳系形成所剩下的“边角料”。

其中包含着太阳系早期物质成分和形成过程的大量信息,但由于距离我们十分遥远,而且其中的小行星也很少能够进入内太阳系,且进入内太阳系的小行星一般绕太阳运行的周期都在数万年的时间,所以我们无法对其进行研究。

但值得庆幸的是,除了在太阳系外围存在原始的小行星以外,在火星和木星之间,也就是内太阳系和外太阳的分界线之间也存在着大量的、密集的冰冻天体,称为小行星带。分布范围在2.17-3.64天文单位之间,据估计其中包含了大约50万颗小行星,目前已将被发现且编号的小行星高达120437颗,不过小行星带中天体的总数只是一个粗略的估计,并没有一个准数,因为小行星带中的天体最大的是矮行星谷神星,直径在950公里,还包含了智神星、妊神星和灶神星这样直径在400公里左右的天体,那么最小的天体可以小到像一块石头、也可以小到是一颗尘埃。

在我们的印象中,小行星带是物质非常稠密的区域,这时因为我们看了太多关于太阳系的模拟照片,其实真实的小行星带相对于广阔的宇宙空间来说,物质分布的相当稀薄,因为人类之间发射的一些深空探测器,都已毫发无损的穿过了小行星带。那么接下来的问题是,内太阳包括外太阳在内的各个轨道上都形成了行星,为何小行星带还是一片混乱、原始的状态?为什么没在引力的作用下凝聚成天体呢?

这要从太阳系的形成说起

太阳系诞生于一团近椭球形的气体云,球状奥尔特云就是最直接的证据,现今的宇宙形成恒星的气体云团在宇宙的星系中大量存在,目前我们的银河旋臂上也正在经历形成恒星的过程。这个过程是这样的:

三维椭球状气体云通过引力的作用,首先会在一个维度上塌缩成扁平状的原行星盘,而在原行星盘中那些密度稍微大的区域会开始成长并持续不断的吸积物质,由于引力是一种失控的力,换句话说,物质越多引力就越大,吸积物质的速度就越快,因此在原行星盘中就诞生了一些密度更大的物质结构的种子。

此时的原行星盘十分混乱,物质会向引力更大的区域快速聚集,而那么物质密度较小的区域,物质会越来越少,说白了这就是一个大引力区域不断掠夺物质的过程。而无疑太阳是所有物质结构中最成功的例子,它率先掠夺了更多的物质并点燃了核聚变,在此之后太阳就对太阳系行星盘中的所有物质结构占据了绝对的主导作用,因此行星盘就以太阳为中心开始了长达数亿年的行星结构形成过程。

而在行星形成的过程中,重元素会在太阳的引力下沉降到太阳附近,于此同时太阳风也会将那些更轻的元素吹到太阳系外围,因此在太阳系内部就形成岩石行星,而外围都是一些密度较小的气态行星,并且在木星和火星之间广阔的空间区域内,保留了太阳最原始的物质成分,形成我们现在看到的小行星带。

为什么小行星带区域的物质没有凝聚成一颗行星呢?

关于小行星带的起源问题,目前并没有特别肯定的说法,但是有主流的观点,还有一些不怎么被认可的观点。有人认为,在火星和木星之间确实在早期的太阳系中形成了一颗行星,但是后来发生星爆,导致行星被炸毁,行星碎片在漫长了碰撞和摩擦作用下形成现在的小行星带,不过这个观点无法解释的是星爆发生的原因。

去掉轨道运动以后,小行星带的运动情况

比较主流的观点认为,小行星带所处的位置正好在木星和太阳这两巨大引力源之间,但更靠近木星,而木星巨大的引力扰动导致了这些物质无法凝聚成一颗行星,因为在小行星带里面的物质,已经和木星的轨道周期发生了共振,很大一部分受到了木星引力作用,因此无法通过自身的引力凝聚成一颗行星,就一直保持了原始的模样,跟随木星的轨道绕太阳运行。

那么未来有可能形成新的行星吗?

本文开头已经说了,目前的太阳系已经处在了非常稳定的阶段,各方引力作用都互相平衡,只有当一颗天体突然创出太阳系,打破现在的平衡状态太阳系的结构才会发生改变。

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