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我们不确定胚胎—胚胎碰撞在这里扮演了什么角色,同样也不能确定巨行星如何能获得如此多的气体。
有这样一种理论:当行星胚胎的质量超过10或15个地球质量后,其引力就足以清除残留在星云中的大量气体,从而使得它们的岩质核和冰质核被厚厚的气体外壳包裹;另一种观点认为,星云中的引力不稳定,这导致每颗巨行星都在一个密度特别大的结中生长,在这个结中的气体自然地被限制在生长中行星的周围。
关于此类问题的意见分歧有很多,其中一个是关于内外太阳系行星相对生长速度的。
目前还不清楚木星是在地球和金星形成之前还是之后形成的,如果土星、天王星和海王星是通过胚胎—胚胎碰撞成长起来的话,那么它们一定比木星生长得慢,这是因为随着与太阳的相对距离增加,胚胎-胚胎碰撞的频率应该会降低。
当太阳进入它的“金牛T”
阶段时,从星云中清除气体的工作就终止了。
“金牛T”
阶段是以今天正在经历这一过程的金牛T型恒星命名的。
在大约1000万年的时间里,来自处于“金牛T”
阶段恒星的强烈气体外流会吹走所有剩余的气体和尘埃,这种强烈的气体外流被称为“金牛T星风”
。
与其他巨行星相比,天王星和海王星的气体比例较少的一个可能原因是:它们生长比较慢,在金牛T星风这一过程结束之前,有动力收集气体的时间比较短。
迁移的行星
人们争论的另一个问题是,随着时间的推移,行星的轨道之间,尤其是巨行星的轨道之间会发生怎样的变化,这种变化会到什么程度。
在太阳星云被驱散之前,星云物质和大型轨道天体之间的引力相互作用会逐渐减小行星胚胎和年轻行星的轨道半径,导致行星胚胎和年轻行星向内迁移。
在星云扩散之后,行星和较小天体之间的引力相互作用可能会发挥更大的功能。
一些人认为,在大约5亿年间,最外层的巨行星会使外围的冰质星子轨道向内偏转。
最终,这些冰质星子可能会通过与下一个巨行星碰撞等方式继续向内迁移,直到它们离木星足够近,再让木星把它们向外抛。
这些被抛出的冰质星子可能是如今的奥尔特云的起源。
木星每向外抛掷一个天体,就会更靠近太阳一些。
不过反过来说,当一颗巨行星向内抛掷一块冰时,其他巨行星也会被向外推。
在这个描述中,木星会向内迁移,而土星、天王星和海王星则向外迁移;天王星和海王星甚至有可能互换位置(为天王星的轴倾角达到目前的状态提供了机会)。
如今的海外行星,是指那些海王星向外行进时,在扫过的区域之外幸存下来的行星。
然而,行星及其间引力的相互作用在不断地改变着它们的结构。
因此,混沌理论认为,我们不能预测几百万年后行星的位置。
不过我们可以肯定,太阳系是足够稳定的,在未来的几十亿年内,没有任何行星会发生碰撞或被抛射。
至少在未来50亿年内,我们大概率是安全的,而在50亿年后,天文学家们预计太阳将膨胀成一颗红巨星。
届时,火星漫游将是遥远未来的地球人面临的最不重要的问题。
为什么是所有的卫星
到目前为止,对于卫星到底是随行星一起生长,还是后来被捕获的问题,还没有一个确切的答案,你对此也不该感到惊讶。
巨行星的顺行大卫星是最容易解释的,它们被认为是在巨行星成长过程中,由巨行星周围的气体云和尘埃组成的,就像一个微型版的太阳星云。
那些只有几千米大小的,在靠近巨行星的轨道上运动的“顺行”
微型卫星,则可能是较大卫星的碎片,这些较大卫星因为距离巨行星太近而被撕碎。
巨行星的外层卫星大多处于逆行轨道,它们可能是被捕获的小行星、海外天体或彗星核。
从理论上讲,一颗行星不太可能将一个路过的“访客”
天体俘获到自身的轨道上。
由于引力作用,一颗较小的天体会与行星擦肩而过,但不大可能减速到足以被行星俘获进入轨道的程度。
但是,如果这个“访客”
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