你看太阳系,明明能把火星拨得飞出台既定路径,可模型里的八大行星,偏偏都乖乖贴着太阳周围那圈看不见的线转,连远在边缘的海王星都没怎么越界。
若你对着真实的太阳系数据量一量,会发现这些天体都踩着同一块隐形地板,科学家称它为黄道平面。像那颗离太阳最近的水星,算最不安分的,公转路径也只比这平面偏了7度左右,其他星体更规矩,偏差大多锁在3度以内。这么齐整的队列,不是这些天体懂事,是它们诞生时就被刻进了基因。
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将时钟往回拨45到46亿年,那时还没有太阳,只有一团飘在宇宙里的云,满是细碎尘埃和稀薄气体,科学家管它叫太阳星云。这团云本安安静静,直到附近一颗超新星突然爆发,冲击波像只无形的手,狠狠推了它一把。被推之后,星云开始在自身引力作用下往中间坍缩,像被慢慢捏紧的棉花团,越缩越密。
随着星云不断收缩,它的自转速度也越来越快。这跟花样滑冰运动员很像,张开胳膊转得慢,一收胳膊转速立马提上来,这在物理上叫角动量守恒。转速一快,星云赤道方向就生出一股向外的劲儿,把那里的物质撑住,不让它们再往中间缩,可两极方向没这股劲儿,还能接着往中间收。慢慢的,原本球形的星云被甩成了扁扁的圆盘,这就是原行星盘,太阳系所有行星的摇篮。
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在这张圆盘的正中心,物质越聚越多,密度和温度一天天升高,最后燃成了发光发热的太阳。剩下的边角料,细小的尘埃、碎石块,还有些没聚起来的气体,就散在原行星盘的各个角落。这些原材料不会闲着,它们在盘里碰撞不停,黏在一起像滚雪球,从几厘米的小石块长成几百公里的小行星,最后变成现在的行星、卫星,甚至彗星。
所有行星的原材料都来自这张扁平的原行星盘,它们诞生时就带着圆盘旋转的惯性,运行轨迹自然顺着圆盘的方向。好比所有面团都在案板上揉捏,最后捏出的馒头、包子,肯定不会突然飞到天花板上去。这就是行星公转路径整齐的核心原因,一点都不玄幻。
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而且天体贴盘转不是太阳系的专利。天文学家盯着遥远的恒星系统看了很久,拿大家听过的TRAPPIST-1来说,它身边7颗类地行星,每一颗都沿着同一个平面有序公转。还有好多类似的恒星系统,那些星体的运行轨迹同样规整。这说明行星共面不是巧合,是宇宙里行星系统形成的通用规则。
当然,这些行星也有小个性。每颗行星的公转路径都有点微小的倾角,只是幅度小到平时注意不到。这得怪太阳系刚诞生时太乱,那会儿盘里到处是飞掠的小天体,大的小的碰撞不停,行星之间的引力也互相扯拽。这些混乱的干扰,让行星轨道稍微偏了点,留下了独一无二的痕迹。像冥王星(如今被归为矮行星),轨道倾角有17度,比其他行星都大,大概率是当年跟别的天体硬碰硬狠狠撞击后留下的结果。
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宇宙这么大,也有不守规矩的存在。HD 80606恒星系统里,一颗行星的轨道倾角高达42度,几乎是斜着绕恒星转,WASP-17b更夸张,居然倒着绕自己的恒星转,跟系统里的其他天体反着来。这些叛逆分子大多是后来遇了意外,要么是跟路过的恒星靠太近,被引力掰歪了公转路径,要么是被其他大质量天体猛烈撞击,彻底改了公转方向。它们让宇宙不只有规律,还有很多惊喜。
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