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为什么太阳系每颗行星都歪着转,能正经一点吗?抱歉这是祖传的

原创
2019-09-09  星辰大海...

    不只是地球,太阳系里每一颗星星的自转轴都是歪的,最夸张的天王星甚至还躺着转,金星还是反着转的,同样在太阳系同一个黄道面上诞生,为什么会千姿百态?下面简单探讨下。

    从角动量守恒的角度来看,行星的公转与自转并没有直接关系,简单的说行星的自转轴和公转平明两者之间没有任何关系,无论行星怎么转都与黄道面无关,但这并不代表与形成没有关系,因为太阳系的行星都是原生行星,因此这个问题必须要从太阳系的诞生开始讨论。

    行星是怎么诞生的?

    太阳系诞生最被广泛接受的模型是康德-拉普拉斯星云说,尽管我们无法看到太阳系诞生的过程,但从太阳系邻近的区域观测到了正在诞生的恒星与行星,根据宇宙学理论,我们可以将在宇宙的其它区域发生的过程来解释太阳系的诞生过程。

    阿塔卡马毫米波射电望远镜对金牛座HL Tauri的连续成像,恒星和行星正在诞生中

    行星被认为是在中心的太阳诞生后通过吸积逐渐形成的,因此在太阳系内侧轨道上形成气态行星的可能性极低,从原恒星的轨道上的碎片开始逐渐碰撞形成数千米的大块状物,这些块状物之间再通过碰撞形成更大的天体,直到它的直径超过静力平衡而形成球状天体。

    吸积是天体通过引力吸引和积累的过程,在这一点上我们需要了解的是恒星的形成过程也是一个完整的吸积过程,而行星诞生于恒星的吸积盘面上,行星吸积盘的发挥空间只有恒星吸积盘的上下厚度以内。因此从能量最小的角度考虑,行星吸积盘的自转轴倾角与恒星吸积盘面的角度是差异是不会太大的。

    既然诞生于同一个黄道面,为什么角度差异那么大?

    如下图各大行星与黄道垂面的夹角,水星是最正的,木星其实也很正,只有3°,天王星最霸气,98°,几乎平躺着,金星最NB,177°,反着转,和太阳系任何一颗行星都不一样。

    从上文我们可以了解到,完全的90°垂直这种可能性是很小的,只有在完全没有扰动的条件下才可能形成,而太阳系里天体之间引力互相牵制非常复杂,因此我们并不奢求它们都是90°垂直,但也不要太夸张,比如水星和木星就可以接受,那其他行星是怎么形成这个五花八门的倾角的呢?这还是要从形成和后期的运行两个因素开始说起:

    1、形成过程中的因素

    前文我们说了,吸积的过程其实就是一个碰撞的过程,甚至我们可以这样确认在早期形成过程中,天体根本就没有确定的自转轴,而是在不停的翻滚中,因为很难确定下一次撞击来自何方,但无论怎么变化,整体方向都是来自黄道面,因为其周围的吸积盘本身就诞生于黄道面上

    因此最终形成行星自转轴倾角并不会很正,只是大致不会歪的太严重。

    2、运行过程中的因素

    行星在度过了诞生阶段以后,并不是说它的未来就一帆风顺,比如月球就认为是地球在数十亿年前遭受了轨道上一颗忒亚的天体撞击下分裂的部分形成了月球,而这个理论还受到广泛的支持。

    我们相信这些很夸张的倾角自转的行星都遭受过难以想象的过去,比如金星的反向自转,天王星躺着公转这种典型的案例。

    行星自转轴与黄道面垂直只是一种理想状态,而歪着转才是行星该有的POSE。

    地轴倾角与生命诞生

    其实地轴的倾角与生命诞生并无特别的关系,不过只是没有四季而已!不过另一个原因就值得商榷了,因为早期地球的自转速度很高,比如3亿年前地球一天只有22小时,而更久以前甚至只有数小时,昼夜交替时间过短不适合诞生生命,而忒亚的撞击诞生了月球,而相互之间的潮汐引力机制相当于给地球装了刹车,这才让地球自转减速,创造出生命诞生的环境。

    当然这这样的假设仍然还处于猜测中,比如月球的成分与地球相似就是一个证据,但后期的发展又完全不一样,这表明月球很久以前就从地球分离了。

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