中的物質繼續互相吸積,最終形成我們現在所看到的八大行星。
按常理來說,「原行星盤」距離太陽越近的區域物質就越密集,所以距離太陽更近的水星、金星、地球、火星都應該比木星更大才對,但我們都知道,太陽系中實際情況卻并非如此,為什麼呢?其實這是可以解釋的。
從水的三相圖可以看到,在沒有壓力或者壓力過低的情況下,水不可能以液態的形式存在,其實對于其他的物質而言,這樣的規律同樣也是適用的。由于在「原行星盤」不存在擁有穩定壓強的環境,因此「原行星盤」中幾乎所有的物質都只能以氣態和固態的形式存在。
相對而言,固態的物質更加容易吸積,在理想情況下,固態物質會通過互相碰撞和吸積像滾雪球一樣越來越大,當其質量達到一定程度的時候,其產生的引力就足以吸引附近的氣體,然后再進一步增大。
然而在距離太陽較近的區域中,這樣的「理想情況」并不存在,其原因就是太陽,一方面來講,太陽的熱量會使很多揮發性物質(如水、氨、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等)只能以氣態的形式存在,另一方面來講,太陽釋放出的恒星風還會持續地將「原行星盤」中的氣體向外驅離。
這就造成了固態物質相對較少,并且氣態物質還會不斷地向外逃逸,所以這片區域中就只形成了體積和質量都相對較小的巖石行星。
隨著與太陽距離的增加,溫度也會逐漸降低,當距離增加到一定程度的時候,那些揮發性物質就會凝結成固體,從而變得易于吸積。
我們可以將剛好能讓揮發性物質凝結成固體顆粒的距離稱為「凍結線」,由于每一種揮發性物質的「凍結線」都各不相同,因此太陽系的「凍結線」其實是一個距離范圍,根據科學家的估算,在太陽系誕生之初,「凍結線」的范圍大約在距離太陽2.7至5個天文單位之間。
可以想象的是,假如有一顆行星的形成位置正好位于「凍結線」的外側邊緣,那麼它無疑就是撿到了一個大便宜,因為它在這里可以獲取到大量的固態物質,進而迅速成長。
是的,你沒有猜錯,木星就是撿到了這樣的大便宜,根據科學家的推測,在太陽形成之后的300萬年里,位于「凍結線」的外側邊緣的木星的質量就增加到足以束縛氫氣和氦氣的程度,在此之后,木星就開始大量吸收從太陽系內側逃逸出來的各種物質(主要是氫和氦),并迅速成長為一顆巨大的行星。
當然了,木星不可能將所有從太陽系內側逃逸出來的物質全部吸收,所以位于木星外側的土星、天王星和海王星也都不同程度地分到了一杯羹,盡管它們吸收到的物質沒有木星多,但也足以讓它們成長為比地球大得多的巨行星了。
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