太陽系最初形成之時是怎樣的?

太陽系 宇宙 地球 銀河 核聚變 歷史 體育 宇宙接觸 2019-04-17
太陽系最初形成之時是怎樣的?

在大約46億年前,即宇宙從大爆炸創生之後92億年,我們地球所在的太陽系在遠離銀河系中心的地方形成了。那麼,在最初形成之時,我們的太陽系是怎樣的呢?太陽系是怎樣形成的呢?

在宇宙歷史上99%的時間裡,從宇宙大爆炸中形成的氣體雲一直在發生引力坍縮而形成恆星,但像我們太陽系這樣的系統並非最開始就能形成。宇宙中一代又一代的恆星不斷產生和死亡,其中大質量恆星會發生超新星爆發,由此會製造出大量的重元素,這些是構成生命所必需的元素。大質量恆星的壽命非常短暫,它們在幾千萬年甚至幾百萬年的時間裡就會耗盡燃料,最終猛烈爆炸成為超新星。

太陽系最初形成之時是怎樣的?

超新星

只有這些原料在宇宙中出現,我們的太陽系才有可能孕育出生命。但是為了讓地球孕育出生命,還有很多條件需要恰到好處。

在銀河系這樣的棒旋星系(螺旋星系的一種)之中,越靠中心的密度越大,而越靠外圍的密度越小。當它們旋轉時,內部比外部旋轉的次數要多,星系的不同部分具有不同的旋轉角速度。

最重的那些元素會優先向銀河系中心區域運動,而較輕的元素則向外圍運動。形成太陽系的原始太陽星雲遠離中心,靠近銀盤的邊緣,距離銀心大約2.6萬光年。

太陽系最初形成之時是怎樣的?

當太陽系最初形成的時候,組成太陽系的元素是70%的氫和28%的氦,而其元素的總和只有2%。儘管如此,這與宇宙最初的元素組成有了很大的變化。在宇宙早期的太初核合成過程中,所形成的元素有多達75%是氫,25%是氦,而其他元素幾乎沒有。

有了上一代恆星超新星爆發後所製造出的重元素,就有了孕育地球生命的物質基礎。在太陽星雲中,高密度的中心會發生引力坍縮,大量的物質落入中心。隨著引力坍縮,太陽星雲的自轉速度逐漸加快,中心的密度和溫度越來越高。

當中心溫度達到400萬度時,氫原子核就會發生核聚變而產生更重的氦原子核,這被認為是恆星誕生的起點。根據目前的研究結果,太陽的誕生時刻被認為是在45.6億年前,當時宇宙的年齡大約為目前的三分之二。

太陽系最初形成之時是怎樣的?

在太陽形成之後,周圍環繞太陽運動的殘餘星雲會在引力的作用下不斷聚集,它們最終形成了太陽系的各大行星。由於靠近太陽的區域,受到太陽風的作用很強,氫氣和氦氣這樣較輕的物質就會被太陽風往外吹,所以靠近太陽的區域形成的四顆行星主要是由重元素組成,它們都是巖質行星。而在遠離太陽的區域,大量的氫氣和氦氣被聚集在一起,形成了四顆質量龐大的巨行星。

在地球冷卻之後,地球上出現了由液態水組成的海洋,其中逐漸孕育出了生命,構成生命的重元素都是來自於上一代的大質量恆星。如果追根溯源,這一切的元素都是來自於138億年前的嬰兒期宇宙。

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