@ 2015.04.02 , 13:19
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太阳系有多特别?

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我们的太阳系遵循着一个明确的模式。小的多岩石的行星靠近太阳,大的气态行星则离得较远。从宏观层面来看,这样的格局似乎有道理。太阳形成之初,新太阳风充沛的能量会将氢和氦这类较轻的物质推向太阳系外层,只留下岩石类材料。似乎大多数类太阳系都会遵循同一模式,但随着人类探索的太阳系外星系越来越多,我们发现情况并非如此。事实上,我们所在的太阳系似乎是个例外。

研究过其他星系之后,我们发现远离其恒星的气态行星非常罕见。给行星分类的一种方法就是根据它们从恒星获得的能量来分。太阳系中的水星和金星这类热星球,地球和火星这类温暖星球(可能宜居)与木星及其之外的冷星球。其界线取决于特定星系中特定恒星所产生的能量,它能很好地判定近行星、中距行星和远行星。在我们自己的太阳系中,所有的气态行星都是冷星球。但在其它被证实过的太阳系外行星中,冷行星数量不超过百分之20。最常见的气态行星是“热类木星”。这些与木星差不多质量的巨大行星距离它们的恒星非常近。

公平起见,我们在探索太阳系外行星时,将偏差也考虑在内。但即便如此,热类木行星也比冷类木行星更常见。

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已确认的太阳系外行星

通过电脑模拟,我们可以初步了解原因何在。在未成熟的星系中,形成未来恒星系统所有物质的东西都来自原行星盘。原行星盘基本由液态气体和尘埃组成。由于气体通常被电离,因此它会与中央星的磁场相互影响。由于灰尘的碰撞和聚集,原行星盘内会形成乱流。在物理上,能用磁流体动力学来形容这种系统。这一方程很难描述,不过有了现代超级计算机,我们能发现一些大致趋势。

低质量行星(质量比地球小)对原行星盘的总体结构并不会带来强烈干扰。它们在原行星盘内的相互影响会诱导形成螺旋密度波。内部螺旋波会引导该星球的运动,外部螺旋波处于拖尾边缘。由于外螺旋的拉力比内部螺旋更大,因此该星球会更靠近恒星。这被称作I型迁移。

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原行星盘的计算机模拟

高质量行星(质量大于10被地球质量,或者质量仅低于天王星和海王星)不仅会引发密度波,还会给原行星盘造成豁口。这意味着虽然内部拉力仍然存在,但它变小了。因此该星球在形成过程中会逐渐靠近恒星。这被称作II型迁移。这两种迁移方式都令行星更靠近恒星,因此热星球更更常见。

那为何木星在距离太阳这么远的地方形成?其实形成的地方距离太阳并不远。据大航向模型的推测,长久以来,木星曾漫游向太阳系内部,然后又回到外围,它曾经一度移动到火星今天所在的位置附近。该行星的运动对太阳系产生了深远的影响,改变了小行星带的本质,并使得火星小于其应有的体积。

宇宙浩瀚无垠,银河系中有3000亿颗恒星,也有3000亿种存在生命的可能,可能也有类似于地球这样宜居的地球。但绝大多数行星系都不会像我们的家园太阳系这样。

本文译自 medium,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 38+1

  1. 2741738

    又来人择理论

    [46] XX [0] 回复 [0]
  2. 2741744

    太阳系里就一个煎蛋,你说有多特别= =

    [125] XX [3] 回复 [0]
  3. 2741751

    如果人类探索生命的立场和角度还是以人类自身的角度来看的话,那么有太多太多的不可能存在的存在了

    [22] XX [14] 回复 [0]
  4. 人形自走因果律武器
    @3 years ago
    2741752

    也许只是这一系列有穷的平行宇宙是这样。

  5. Illusiveman
    @3 years ago
    2741759

    假装看得懂系列

    [60] XX [2] 回复 [0]
  6. 2741761

    地外文明存在于星球表面的可能性不大,但是在地下的可能性应该不小吧

  7. Thronse317
    @3 years ago
    2741764

    液态气体是什么

  8. 2741775

    那我可以认为地球上和火星上的水来自木星么。。。。

  9. 2741793

    @World: 当然是要根据现有的理论来探索。 不然瞎找? 宇宙多大,你知道不?

    [10] XX [1] 回复 [0]
  10. 河畔小镇
    @3 years ago
    2741796

    @RON: 为什么在地下的可能性会高过地表?完全不科学啊。。。

  11. 2741798

    @RON: 在海里的可能性非常大

  12. 自寻箱子
    @3 years ago
    2741799

    题图是阿凡达截图么

  13. 哈士奇1988
    @3 years ago
    2741817

    【宇宙浩瀚无垠,宇宙中有3000亿颗恒星】,这仅仅只是银河系的恒星数量,不是宇宙

  14. 哈士奇1988
    @3 years ago
    2741820

    But the galaxy is a very large place, with somewhere around 300 billion stars, and therefore, 300 billion chances at life, and of having rocky, Earth-like planets in their habitable zones. 【galaxy】,不能翻译成宇宙

  15. 灰谷
    @3 years ago
    2741837

    图一的背影行星是木星吗 咋变蓝了

  16. 2741839

    @Thronse317: 极低温或极高压下气体会转换为液态,比如液氢,液氧,液氮等等

  17. rikka_0612
    @3 years ago
    2741920

    人存定理!

  18. 2741984

    王大桃子呢?我的王大桃子呢????

  19. 凉茶
    @3 years ago
    2741993

    @rsir: 胡说,我门口那个卖卷饼的,天天都是堆一堆煎蛋在那里

  20. 小笨
    @3 years ago
    2742004

    @aaa: 被我吃了

  21. 2742012

    @小笨: 桃子mm你也敢吃???

  22. 神马鬼
    @3 years ago
    2742022

    太阳系就是一朵大菊花

  23. 苦逼的骚年
    @3 years ago
    2742025

    个人观点:永远不要用地球上生命的存在环境标准去衡量其他生命的存在环境,,

    [12] XX [5] 回复 [0]
  24. 2742041

    太阳系里有金日成、金正日、金正恩一家子。

  25. 游客
    @3 years ago
    2742058

    @cvmax: 本来想赞你的,手滑xx了不好意思。
    上面这种人太多,总是想着自己多聪明来着,这种愚蠢的问题也是能问出来,人不以自己的角度看问题还能怎样看问题?真以为自己能上帝模式了。

  26. 你有新回复
    @3 years ago
    2742093

    发这些文章的人有没有考虑来煎蛋看无聊图的人的水平

  27. 鸡仔
    @3 years ago
    2742099

    我们除了寻找碳基生命体,应该更多着眼于其他形态的生命体~

  28. 2742123

    @苦逼的骚年: 但是生命诞生都大概需要差不多的条件,需要的环境也差不多,只不过环境影响生物种类。例如水就是很重要的要素

  29. 2742142

    或许地球本身就是生命,太阳本身就是生命,只是我们生存的时间太短暂了,连它们的声音都听不到

    我脸上的螨虫如是说

  30. Deidad_de_Luz
    @3 years ago
    2742282

    @灰谷: 木星去染了个头

  31. 哇塞也
    @3 years ago
    2742334

    矛盾具有特殊性和普遍性

  32. tiansound
    @3 years ago
    2742358

    :错别字 为何不是ol

  33. 小胖鸟
    @3 years ago
    2742370

    配图是潘多拉星球吧

  34. 自寻箱子
    @3 years ago
    2742675

    @灰谷:

    阿凡达截图,背景是半人马座α星的虚构的行星,前景是故事的主要舞台潘多拉卫星。

  35. 苦逼的骚年
    @3 years ago
    2743188

    @TFFT: 所以咯,万一水在地球上是生命必须的,而在其他有生命的星系不一样呢?

  36. 鼓励
    @3 years ago
    2743290

    @Thronse317: ´_>`初二物理课本有讲,当气体被冷冻并压缩到一定程度的时候就会液化,干冰就是这么来的

  37. spector
    @3 years ago
    2743390

    在美国本土调查大熊猫的分布,发现他们都集中在动物园里

  38. 煎了个蛋
    @3 years ago
    2744313

    懒得看系列

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