首頁 » 木星和火星之間為何會有一大堆小行星?

木星和火星之間為何會有一大堆小行星?
2021/10/19
2021/10/19
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

天文學家提丟斯(Titius Johann Daniel)在1766年發現,當時太陽系中已知的六顆行星(天王星與海王星在那時還未被發現)與太陽的平均距離很有規律,並總結出了一個簡單的公式,即:「L=(n+4)/10」。

提丟斯指出,如果將上述公式中的n分別賦值為「0、3、6、12、24、48、96……」(從第二個數開始為等比數列),就可以依次得出太陽和各大行星之間的實際距離非常接近的結果(單位為天文單位),具體表現為,水星、金星、地球和火星的n值分別對應為「0、3、6、12」,得出的結果就分別為0.4、0.7、1、1.6(天文單位)。

而將n分別被賦值為「48」和「96」時,其計算結果也與木星和土星的實際情況基本相符,而唯獨「24」這個值卻沒有對應的行星,因此提丟斯提出了一個假設,那就是在木星和火星之間,應該存在著一顆行星,而根據上述公式的計算,這顆行星與太陽的平均距離應該是2.8天文單位左右。

1781年,天王星的發現再次印證了提丟斯提出的規律,因為天王星在上述公式中的n值應該為「192」,計算結果為19.6,而實際上,天王星與太陽的平均距離約為19.2天文單位。從此之後,提丟斯提出的假設就得到了天文學家們的重視,他們紛紛將目光聚集在距離太陽2.8天文單位的這片區域,並試圖找到提丟斯預言的那顆行星。

後來的事大家也知道了,在這片區域中只有一個由大量小行星組成的「小行星帶」,並沒有什麼行星。那麼問題就來了,木星和火星之間為何會有一大堆小行星呢?一個合理的推測就是,它們會不會是行星的殘骸?

想象一下,在這片區域中本來應該有一顆行星,但卻因為某種原因爆炸了,而這顆行星的殘骸,最終就形成了一大堆小行星。由于這種推測合情合理,因此在過去的很長一段時間裡,人們普遍都對此表示認同,人們還將這顆行星命名為「法厄同星」。

然而隨著天文觀測水準的不斷提高,人們漸漸發現,上述假設極可能不成立,一個最直接的證據就是,位于木星和火星之間的那些小行星,其化學成分存在著明顯的差異,很明顯,如果它們真的是行星的殘骸,就不可能出現這種情況。

那這些小行星到底是從何而來呢?對于這個問題,目前科學界的主流觀點認為,這主要是木星造成的。

該觀點認為,我們的太陽系誕生于一片原始星雲的引力坍塌,在這片星雲的坍塌過程中,物質不斷地向星雲的引力中心聚集,並最終形成了太陽,而星雲的殘存物質又在太陽周圍形成了一個盤狀結構,這被稱為「原行星盤」,「原行星盤」內的物質不斷碰撞和吸積,最終形成了太陽系中的各大行星。

由于木星形成的位置剛好位于太陽系的「雪線」之外,因此木星就能夠大量吸積來自太陽系內側的揮發性物質(因為這些物質過了「雪線」之外,就會凝結成固體),從而迅速成長,當它的質量達到一定程度後,就具備足以束縛住氫和氦的引力,從此之後,木星就一發不可收拾,很快就成為了太陽系中最大的一顆行星。

從「原行星盤」內的物質分佈來看,在木星和火星之間應該會形成一顆行星,然而木星的迅速形成卻阻止了這種情況的發生,在它的引力作用下,那些原本應該形成行星的物質始終無法凝聚成足夠大的天體,最後就只能形成一大堆小行星。

值得一提的是,科學家還推測,在原始木星形成之後,太陽系的「原行星盤」並未完全消失,在這種情況下,原始木星就會因為與「原行星盤」中的物質交換角動量而損失機械能,進而沿著一種螺旋形的軌道向太陽「墜落」,不過在土星的形成之後,又與木星形成了一種特殊的軌道共振,將木星「拉」了回來。

也就是說,在太陽系形成之初,木星曾經在距離太陽更近的區域「逛」了一圈,由此帶來的結果就是,太陽系內側的那些本來應該形成行星的物質出現了一定程度的減少,而這也是太陽系中沒有超級地球的原因。

 

解讀科學知識,探索科學趣聞,感受科學魅力,我是天空之城,喜歡我的文章,歡迎来到【哇!真的第一次見哎】點贊分享,大家下次見!

 
搶先看最新趣聞請贊下面專頁

用戶評論