行星形成的原因有哪些

  行星通常指自身不發光,環繞著恆星的天體。那你知道行星是怎麼產生形成的呢?以下是由小編整理關於行星的形成原因的內容,希望大家喜歡!

  行星的形成原因

  1755年德國哲學家康德在《自然通史和天體論》中提出宇宙星球形成演變過程的“星雲假說”,之後,隨著時間的推移,人類觀測到的大量新天體已初步印證了“星雲假說”中星球起源於星雲的早期演變概念的部分合理性。但星球演變的全過程從白矮星之後卻留下了一段空白。

  星空中那些絢麗多彩的雲霧狀“星雲”、拖著長尾的“彗星”以及和我們息息相關的太陽、月亮為什麼形態各異,它們相互之間是怎樣演變呢?其實,像自然界所有事物一樣,星球也有從誕生到衰亡的發展過程,它們之所以有不同的形態是由於各星球正處在演變過程中不同的階段,元素的組成比例不同,光譜分析證明星球都是由相同物質構成的***即元素週期表中110種元素***。

  當一個星球主要由氫、氧類化學性質不穩定的元素構成時,天體的原子核反應劇烈,這個天體即處在天體演變的初期——恆星階段;當一個星球中矽、鐵類化學性質穩定的元素所佔比例變的較大時,其原子核反應逐漸變弱時,便處在星球演變的後期——行星階段。“行星”正是由“恆星”演變形成的,而“彗星”、“流星”又是由“行星”演變而來。宇宙中每個星球的演變都要經過“黑洞”、星雲、恆星、紅巨星、白矮星、行星、彗星、小行星幾個階段。星球既有共同性,又有差異,即使處於同一演變階段也沒有形態完全一樣的,如自然界的昆蟲,在它不同的生長階段各是卵、幼蟲、蛹、蛾等完全不同的形態。

  根據已知的天文資料對宇宙星球的演變過程闡述如下:宇宙由不斷運動的物質組成,天體物質曲線運動時由於方向、速度的差異,會產生無數大小不一的磁場旋渦***即“黑洞”***,當恆星級“黑洞“中的物質凝集向一個方向以極快速度作有序運動時,產生的能量和引力會吸引宇宙中瀰漫的氫、氧類氣體物質和矽、鐵類塵埃物質,形成圍繞”黑洞“的圓形氣體塵埃環,原始的星球——“星雲”便誕生了。

  “星雲”階段是由稀薄氣體和塵埃凝聚成的呈環狀或團狀的形態,隨著不斷吸引吞噬周圍物質,“星雲”的體積、密度達到一定臨界值,具備了發生氫原子核聚變的兩個重要條件***一是天體達到相當大體積;二是天體中氫元素達到一定密度***時。在星球運動產生的巨大摩擦作用下,“星雲”內物質密集的中心區域***星核***的氫原子開始發生熱核反應,從而爆發出巨大能量,“星雲”就逐步演變成為可以自身發出強烈光和熱的——“恆星”。

  “恆星”的體積龐大,氫元素佔絕大部分,原子核反應劇烈,能量大、輻射強,具有強大的磁場和引力,能吸引一些質量相對較小的天體,形成以它為中心的星系。“恆星”階段的演變過程起碼要持續上百億年,太陽就處在恆星演變的中期階段。隨著恆星中氫元素逐漸聚變為核反應較弱的元素氦,恆星的原子核反應越來越弱,最後演變成為——“紅巨星”。

  “紅巨星”的基本特徵是:因星球內部引力減小,構成物質向外膨脹,體積變得非常大,但能量和輻射卻比恆星小,“紅巨星”表層氦、氧元素比例增大,所以發光發熱程度比恆星低得多,還沒有形成固態外殼。當“紅巨星”的表層原子核反應逐漸停止,溫度降低到一定程度時,由於內外物質結構的不平衡,會發生從內向外的大爆發***“超新星”***,星球的表層物質散失到太空中後,那些原來在超高溫環境中呈氣態和液態熔點高的矽、鐵類元素,由於溫度降低成為固體狀態,於是在最先冷卻的外層開始形成固態的外殼,就逐漸演變成只有微弱光輻射的——“白矮星”

  “白矮星”由於外殼的冷卻收縮,體積大大縮小***可以縮小几十萬倍***,大量氫元素被壓縮在固態外殼之中,因此,白矮星雖然體積小但相對質量卻很大,磁場和引力都很強。之後隨著與其它恆星等天體之間互相吸引力和離心力平衡的改變而淪為恆星的衛星——不發光的“行星”。

  從“白矮星”到“行星”階段是一個天體固態外殼不斷膨脹,由氫、氧類元素組成的呈氣態、液態的表層物質不斷減少的過程。行星初期是像木星、土星那樣的固體星球表面有極厚濃密大氣層包圍的形態。到了像地球這樣的行星中期,由於表層溫度繼續降低,有了液態水和溫度等適宜條件,行星上會有生命出現和存在。行星內部原子核反應產生的巨大能量,會逐漸積聚起很大壓力,所以,每隔一段時期,在外殼承受不住時,內部能量衝破外殼形成大爆發,大量氫、氧類元素散發到宇宙中,同時行星的體積擴大,固態外殼變厚,表層環境會發生鉅變。經過了多次大小爆發後,行星內部原子核反應越來越弱,就進入火星那樣的行星後期階段。

  現在火星表面雖然有稀薄大氣層,地表還有少量固態水***白色極冠***存在,但已不具備維持生命的環境。近幾年的探索發現火星上確有從前的河流痕跡,今後有可能找到曾經存在過生命的確鑿證據。

  當星球內氫、氧類元素基本消失,原子核反應基本結束,自身吸引力逐步削弱,星球組成物質的離心力超過其吸引力時,平衡被打破,星球便開始四分五裂,直至分解成許多小的碎塊,就進入星球演變的最後階段,彗星、流星是這一階段的主要形態。

  “彗星”由於彗核的吸引力作用可以形成圍繞恆星運動的組團形態***如哈雷彗星***,最終將完全分散成單個的大小不等的碎塊天體——“流星”。據觀測,這種天體碎塊***也稱小行星***在宇宙中大量存在。當宇宙中分散的物質在星際磁場旋渦***黑洞***吸引下凝聚在一起時,新一輪的星球演變又開始了。

  以上只是按星球演變過程作一個大致的順序排列,就像把人的一生分為少年、青年、中年、老年幾個階段一樣,我們根據這個排列順序可以探索解釋宇宙中更多的天體奧祕,確定各天體在演變過程中所處的階段,從而結束宇宙天體研究中孤立雜亂的狀態,把盲目探索引導到按照規律去研究的道路上。

  行星的定義

  傳統定義

  行星通常指自身不發光,環繞著恆星的天體。其公轉方向常與所繞恆星的自轉方向相同。一般來說行星需具有一定質量,行星的質量要足夠的大***相對於月球***且近似於圓球狀,自身不能像恆星那樣發生核聚變反應。2007年5月,麻省理工學院一組太空科學研究隊發現了已知最熱的行星***攝氏2040度***。

  隨著一些具有冥王星大小的天體被發現,“行星”一詞的科學定義似乎更形逼切。歷史上行星名字來自於它們的位置在天空中不固定,就好像它們在星空中行走一般。太陽系內肉眼可見的5顆行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已經被人類發現了。16世紀後日心說取代了地心說,人類瞭解到地球本身也是一顆行星。望遠鏡被髮明和萬有引力被發現後,人類又發現了天王星、海王星,冥王星***已被重分類為矮行星***還有為數不少的小行星。20世紀末人類在太陽系外的恆星系統中也發現了行星,截至2016年5月8日,人類已發現2125顆太陽系外的行星。

  新定義

  如何定義行星這一概念在天文學上一直是個備受爭議的問題。國際天文學聯合會大會2006年8月24日通過了“行星”的新定義,這一定義包括以下三點:

  1、必須是圍繞恆星運轉的天體;

  2、質量必須足夠大,來克服固體引力以達到流體靜力平衡的形狀***近於球體***;

  3、必須清除軌道附近區域,公轉軌道範圍內不能有比它更大的天體。

  行星的歷史

  從古典時代的神聖的遊星演化到科學時代的實在的實體,人們對行星的認識是隨著歷史在不停地進化的。行星的概念已經不僅延伸到太陽系,而且還到達了其他太陽系外系統。對行星定義的內在的模糊性已經導致了不少科學爭論。

  從遠古時代起,五個肉眼可見的經典行星就已經被人們熟知,他們對神學、宗教宇宙學和古代天文學都有重要的影響。在古代,天文學家記錄了一些特定的光點是相對於其他星星如何移動跨越天空。古希臘人把這些光點叫做“πλάνητες ἀστέρες”***即planetes asteres,遊星***或簡單的稱為“πλανήτοι”***planētoi,漫遊者***,今天的英文名稱行星***planet***就是由此演化出來的。在古代希臘、中國、巴比倫和實際上所有前現代文明中,是人們幾乎普遍的相信,地球是宇宙的中心,並且所有的“行星”都圍繞著地球旋轉。會有這種認識的原因是,人們每天都看到星星圍繞著地球旋轉,而且看起來好像是常識的認為,地球是堅實且穩定的,應該是靜止的而不是會移動的。

行星形成的原因