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為什麼體積越大的行星離太陽越遠?

天文學家尋找其他地外行星已經有二十多年了,他們對地外行星的數量並不感到驚訝,卻驚嘆於這些恆星周圍的行星形成的條件,我們不得不重新思考對於行星形成的認識,一直以來我們都認為太陽系屬於比較典型的恆星系統,太陽系軌道內側存在四顆較小的岩質行星,外側是四顆較大的氣態行星。

土星

這十分符合物理學定理,因為當行星距離太陽較遠時,較低的溫度使分子更容易聚集,從而形成體積更大的行星,但是當我們發現一顆太陽系以外的行星之後,曾經認為不可能的情況發生了,這顆系外行星大小近似於土星,但是距離宿主恆星比水星到太陽的距離還要近七倍,這顆行星幾乎不可能在距離恆星如此近的地方形成,因為較輕的氣體在形成行星之前就會被蒸發。

距離恆星很近的氣態行星,我們稱之為熱木星,經過研究,科學家發現熱木星是從其他地方遷移到恆星近處的,在行星形成的早期,行星可以在很大的空間範圍內遷移,這個範圍我們通常稱作原行星盤區域。

太陽系

這個區域是由恆星形成後剩餘的氣體和塵埃組成,為固態物質的聚集提供了場所,最終,體積大的凝聚物可以吸引大量氣體,就開始形成氣態行星

行星成形之後,這些新行星仍然在原行星盤中,新生行星的引力影響了周圍原行星盤中的物質,星系的旋臂和土星環的構成原理是一樣的。

當接近恆星時,物體受到的引力變大,運動速度變快,隨著時間的推移,離恆星較近的密度波開始向前延伸,距離恆星較遠的密度波則開始向後移,當密度波向前拉扯軌道上的行星時,行星的能量減少,使行星運行到更低的軌道。

所以,對於這些熱木星能夠存在的解釋是它們可能是在距離恆星很遠的地方形成,然後遷移至恆星附近。

太陽系

天文學家這種現象稱為尼斯模型,紀念它在法國尼斯誕生,尼斯模型指出在四十五億年前外行星形成的時候,行星彼此的距離比如今近得多,隨著時間的推移,原行星盤的引力作用驅使它們到達現在的位置。

在太陽系的行星形成時期,木星距離火星軌道很近,木星吸引了火星的物質,這解釋了為什麼火星只有地球質量的十分之一。

海王星在形成初期可能比天王星更靠近太陽,在它們開始遷移的過程中,可能互相交換了位置,經過數億年的時間,變成我們今天看到的樣子。

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