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      為什么會(huì)誕生太陽(yáng)系

      時(shí)間: 曉賢752 分享

      為什么會(huì)誕生太陽(yáng)系

        太陽(yáng)系是怎么誕生的?為什么會(huì)誕生太陽(yáng)系?下面就由學(xué)習(xí)啦小編告訴大家太陽(yáng)系為什么誕生吧!

        為什么會(huì)誕生太陽(yáng)系

        大約100億年前,大量塵埃微粒和氣團(tuán)渦流在宇宙空間。后來(lái),這些塵埃和氣體逐漸聚集在一起,形成一個(gè)龐大而熾熱的不斷旋轉(zhuǎn)的圓盤。隨后這個(gè)圓盤甩出許多圓環(huán),這些圓環(huán)的微粒又聚集起來(lái),構(gòu)成一個(gè)個(gè)巨大的火球,然后開(kāi)始冷卻。圓盤變成了太陽(yáng),火球冷卻后就變成了現(xiàn)在的地球、火星等九大行星,太陽(yáng)系于是形成了。

        太陽(yáng)系的誕生之恒星誕生

        在宇宙誕生之初,氫元素是主要組成部分。但是在宇宙中、人體中都有各種各樣的元素組成。假如沒(méi)有這些元素,人類也將無(wú)法存在。那么,組成宇宙萬(wàn)物的物質(zhì)究竟從哪里來(lái)呢?

        太陽(yáng)和人類的身體都是由已經(jīng)死亡的恒星殘骸組成的。

        在恒星內(nèi)部,時(shí)刻都發(fā)生著各種各樣的核聚變反應(yīng)。核聚變是指原子核之間互相聚合,轉(zhuǎn)變成為另一種原子核,并在同時(shí)釋放出大量能量的一種反應(yīng)??梢哉f(shuō),恒星是一個(gè)巨大的元素合成裝置。當(dāng)恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)材料消耗殆盡后,這顆恒星的生命就走到了盡頭。研究發(fā)現(xiàn),恒星的質(zhì)量越大,其核聚變反應(yīng)越劇烈,壽命越短。質(zhì)量小的恒星的核聚變反應(yīng)較緩慢,因此壽命較長(zhǎng)。

        當(dāng)恒星質(zhì)量為太陽(yáng)的0.46-8倍時(shí),恒星內(nèi)部的氫聚變?yōu)楹ぃぞ圩優(yōu)樘己脱?。?dāng)恒星的生命走到盡頭時(shí),會(huì)“平靜地”向外拋出外殼。也就是說(shuō),恒星內(nèi)部聚變成的各種元素會(huì)被拋灑到宇宙空間中。

        當(dāng)恒星的質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)的8倍時(shí),恒星內(nèi)部會(huì)生成氧、氖、鎂等較重的元素。

        當(dāng)恒星的質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)的十倍時(shí),則會(huì)生成硅、鐵等元素。

        這些恒星走到生命的盡頭時(shí),會(huì)發(fā)生激烈的爆炸,把內(nèi)部生成的各種元素釋放到宇宙空間中,這就是“超新星爆發(fā)”。

        研究認(rèn)為比鐵重的元素是在超新星爆發(fā)時(shí)形成的。

        多少年來(lái),宇宙里一直不斷地重復(fù)同一個(gè)過(guò)程:生成各種元素,然后將它們釋放到宇宙空間中從而形成下一代恒星的“原材料”。

        太陽(yáng)系和構(gòu)成人類身體的元素,都是由誕生之初就存在的氫,以及前幾代恒星的殘骸構(gòu)成的。

        恒星和行星是由遍布宇宙空間的氣體和塵埃形成的。

        在廣袤無(wú)垠的宇宙空間里,稀稀拉拉地分布著一些天體。研究發(fā)現(xiàn),在星系內(nèi)恒星不存在的區(qū)域內(nèi),物質(zhì)的密度大約為1cc(立方厘米)中含有1個(gè)氫原子。但是有些區(qū)域物質(zhì)密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于周邊。在這樣的致密區(qū),原子互相結(jié)合形成了氫等分子。大量的分子集合在一起形成了分子云。

        除了宇宙誕生之初就存在的氫之外,分子云內(nèi)部還含有恒星內(nèi)部核聚變反應(yīng)所生成的各種元素。其中部分元素形成了固體“塵埃”。分子云是大量分子集結(jié)的地區(qū),包括太陽(yáng)系在內(nèi),恒星和行星都誕生于分子云。

        分子云進(jìn)一步密集,將形成新的星體。

        科學(xué)家推測(cè),分子云的密度大約為1 cc(立方厘米)中擁有1萬(wàn)個(gè)氫原子。在物質(zhì)高度密集的分子云核,密度可達(dá)1 cc(立方厘米)10萬(wàn)個(gè)氫分子。這樣的密度乍一聽(tīng)很密集,其實(shí)和我們身邊的空氣相比,分子云簡(jiǎn)直是空蕩蕩的。在地球表面的大氣中,1 cc(立方厘米)含有大約2.7×1019個(gè)(1000萬(wàn)億的27000倍)分子。也就是說(shuō),想在分子云中形成恒星與行星,就必須匯集更多的物質(zhì)。

        分子云大小各異,有些分子云直徑甚至高達(dá)100ly,整體質(zhì)量是太陽(yáng)的100萬(wàn)倍左右。從地球上觀測(cè),分子云通常是暗的,就像一塊烏云,因?yàn)樗趽踝×怂澈蠛阈桥c星系的光芒,也被稱為“暗星云”。

        分子云的致密區(qū)塌縮,從而形成了太陽(yáng)系的“種子”。

        如前文所述,分子云是氣體和固體塵埃的混合體。分子云核則是分子云中的物質(zhì)高度密集區(qū),恒星與行星都是在這里誕生的。

        形成分子云核時(shí),物質(zhì)從各個(gè)方向聚集成團(tuán)。因此分子云核內(nèi)部初期的運(yùn)動(dòng)時(shí)毫無(wú)規(guī)律的。但在混亂的運(yùn)動(dòng)中,構(gòu)成分子云核的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度和方向都逐漸規(guī)律起來(lái)。

        然而,即使物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)十分規(guī)律,也終究會(huì)沿著某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。這樣一來(lái),分子云核就以某個(gè)軸為中心開(kāi)始自轉(zhuǎn)。

        此外,研究認(rèn)為,在一個(gè)分子云內(nèi)部可以形成多個(gè)分子云核,且每一個(gè)分子云核的自轉(zhuǎn)軸方向都各自不同。準(zhǔn)確的說(shuō),是每個(gè)分子云核都在朝不同方向移動(dòng)。

        由于分子云核內(nèi)部的物質(zhì)密度巨大,因此自身的引力也比較強(qiáng)。由于不能抗衡自身引力,一些分子云核開(kāi)始自我塌縮。但在離心力作用下分子云核的橫向塌縮被中和,因此分子云核坍塌成扁平狀。

        在坍塌之前,分子云核的直徑大致在0.3-1光年(數(shù)萬(wàn)天文單位)。分子云核在向心聚集的同時(shí),坍塌成扁平形。

        最終,在分子云核中心誕生了“原恒星”。分子云核的物質(zhì)在原恒星的周圍旋轉(zhuǎn)形成超過(guò)100AU的圓盤形結(jié)構(gòu),這就是“原始星盤”。后來(lái)在原始星盤的內(nèi)部誕生了行星??梢哉f(shuō)在原始恒星誕生之初,行星的公轉(zhuǎn)平面和公轉(zhuǎn)方向就已經(jīng)決定了。

        分子云的物質(zhì)緊緊收縮,在其中心誕生了原始恒星。

        分子云核坍塌之后,周圍氣體不斷向其墜落,最終,在密度最大的中心形成了原恒星,在太陽(yáng)系中,原始太陽(yáng)也是這樣誕生的。

        周邊的物質(zhì)不斷流入原恒星中。最新的計(jì)算機(jī)模擬表明,原恒星誕生之初時(shí)的質(zhì)量大約是現(xiàn)在的千分之一。由于周圍氣體塵埃的不斷墜落,原恒星才逐漸變大,同時(shí)由于墜落物質(zhì)中有巨大的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能,原恒星比現(xiàn)在的明亮大約10倍。

        原恒星通過(guò)吸積周圍的物質(zhì)不斷成長(zhǎng),然而,隨著時(shí)間的推移,墜入恒星內(nèi)部的物質(zhì)不斷減少,所以恒星的質(zhì)量在這一階段就基本確定了。

        當(dāng)墜落物質(zhì)減少后,原恒星就會(huì)進(jìn)入下一個(gè)階段。原恒星在自身引力的作用下收縮,致使中心的溫度不斷升高??茖W(xué)家把質(zhì)量小于太陽(yáng)質(zhì)量1/2的這一階段恒星叫做“金牛T型星” (T Tauri Star)。在這一階段,原恒星的溫度還不夠高,尚不足以發(fā)生“4個(gè)氫原子核”核聚變成“1個(gè)氦原子核”的反應(yīng)。

        幾千萬(wàn)年后,原始恒星開(kāi)始核聚變

        核聚變反應(yīng)的具體過(guò)程是:兩個(gè)氫原子核(質(zhì)子)聚合反應(yīng),形成氘原子核(重氫原子核)。然后一個(gè)氘原子核與一個(gè)氫原子核(質(zhì)子)聚合反應(yīng)形成“氦3原子核” 。

        最后,核聚變反應(yīng)分別生成的兩個(gè)氦3原子核發(fā)生核聚變反應(yīng),生成氦4原子核。整個(gè)過(guò)程中都釋放了能量,但最后聚變成氦4原子核的階段釋放的能量最多。氦4原子核的核聚變反應(yīng)一旦開(kāi)始,就會(huì)一直持續(xù)穩(wěn)定地反應(yīng)下去。

        原恒星內(nèi)部的物質(zhì)經(jīng)歷了上述過(guò)程,真正步入了恒星行列,這一狀態(tài)下的恒星稱為“主序星”,現(xiàn)在的太陽(yáng)就是一顆主序星。

        原始太陽(yáng)在誕生幾千萬(wàn)年后才開(kāi)始持續(xù)而穩(wěn)定的核聚變反應(yīng)。這時(shí),我們可以說(shuō)太陽(yáng)誕生了!那么行星又是怎樣形成的呢?

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