你有沒有疑惑過這樣一個(gè)問題： 為什么周圍的空間那么大，太陽(yáng)系中所有的行星卻都在一個(gè)平面中運(yùn)行，而沒有隨機(jī)排列變成一個(gè)球體？

【資料圖】

這個(gè)問題的答案其實(shí)很簡(jiǎn)單， 這些天體從形成開始就處于一個(gè)平面中 ，而當(dāng)所有天體都“長(zhǎng)大成人”，它們的位置早就固定， 被太陽(yáng)的引力束縛，也被周圍的天體帶來的引力影響 穩(wěn)定在如今的軌道上。

很顯然，包括天文學(xué)家在內(nèi)，所有現(xiàn)在在地球上生活的人類還沒有能力回到整個(gè)太陽(yáng)系形成之前，親眼觀測(cè)到太陽(yáng)系是如何形成的。不過宇宙中除了太陽(yáng)系， 還有很多新的，甚至正在孕育的星團(tuán) ， 天文學(xué)家可以通過觀察它們，來反推我們生活的太陽(yáng)系是如何形成的 。

星云假說

根據(jù)已知的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家推理出一個(gè)合理的學(xué)說——星云假說。 這也是天體演化學(xué)中，用以解釋包括太陽(yáng)系在內(nèi)絕大多數(shù)恒星星系形成與演化的，最被學(xué)術(shù)界廣泛接受的模型。

位于人馬座的一個(gè)巨大恒星形成區(qū)的塵埃云

星云假說的提出非常早，提出這個(gè)學(xué)說的人也會(huì)出乎大家的意料。1755年， 啟蒙時(shí)代德意志的著名古典哲學(xué)家康德 ，在自己的 《自然史和天空理論》 中提出， 恒星與行星的形成都得益于氣體星云緩慢地旋轉(zhuǎn)，以及它們由于重力逐漸崩潰和合并 。

康德

當(dāng)然，康德的理論受到當(dāng)時(shí)觀測(cè)水平、物理學(xué)知識(shí)等原因的限制，并不是最成熟的星云假說，但至少給后人提供了一個(gè)方向。

現(xiàn)在被廣泛接受的模型是 太陽(yáng)星云盤模型 ，提出它的天文學(xué)家是來自前蘇聯(lián)的維克托 薩弗羅諾夫。

年輕恒星的巖屑盤

從最初提出星云形成天體的可能，到目前為止， 包括銀河系已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的系外行星在內(nèi) ，也都在應(yīng)用這個(gè)理論。

一團(tuán)云是如何“生”出如此多的天體的呢？我們就以太陽(yáng)系為例，看看這一切都是如何發(fā)生的。

恒星的誕生

首先是我們太陽(yáng)系的“老大哥”，太陽(yáng)。像它這樣的恒星，天文學(xué)家認(rèn)為是在 巨云內(nèi)部的冷分子氫（大約有30萬個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量）以及直徑20秒差距大的巨分子云中形成的 。

這一大團(tuán)面積又大、質(zhì)量也相當(dāng)可觀的巨分子云，將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間中 逐漸塌縮 。大一些的恒星，它們的原恒星云或許需要 數(shù)百萬年 才能形成，但像太陽(yáng)這樣 中等質(zhì)量的恒星 ，原恒星云的形成只需要 十萬年左右 。

新生恒星HH46/47分子流紅外影像

每個(gè)原恒星星云在開始時(shí)都有一定量的 角動(dòng)量 ，經(jīng)歷了快速壓縮的， 靠近中間的星云將形成一個(gè)核心，這就是恒星的“種子” 。

接下來，這顆核心將 持續(xù)吸積原恒星云中的物質(zhì) ，質(zhì)量不斷增長(zhǎng)，最后變成了一顆炙熱又年輕的 原恒星 。

恒星演化

隨著吸積的繼續(xù)，本來將核心覆蓋住的 外殼 也被 全部吸收 ，而質(zhì)量的逐漸增加，使得核心的“發(fā)動(dòng)機(jī)”正式點(diǎn)火， 核聚變反應(yīng)正式開始 。之后，這顆新生的恒星將 經(jīng)歷上億年的演化 ，才能變成像太陽(yáng)一樣的普通恒星。

行星的演化

行星的形成也是來自一片 原行星云 。天文學(xué)家從一些年輕的星團(tuán)里觀測(cè)到 有很多新生的恒星都被原行星盤環(huán)繞 ，也就是說，這些將來會(huì)誕生出行星的物質(zhì)， 早在恒星形成時(shí)就已經(jīng)存在了 。

獵戶星云的原行星盤

天文學(xué)家認(rèn)為，一開始的原行星云同樣質(zhì)量很大且十分熱，只是它 在恒星形成時(shí)需要喂養(yǎng)恒星的吸積盤 ，當(dāng)恒星形成后，這些星云中的物質(zhì)將會(huì)像“滾雪球”一樣，逐漸吸積形成一顆顆圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的行星。

行星形成過程概念圖

一般來說， 過大的行星不會(huì)距離恒星太遠(yuǎn) ，這是因?yàn)榫嚯x中心越遠(yuǎn)，可供吸積的物質(zhì)就越少。不過，剩下的物質(zhì)為什么沒有形成第二顆恒星，而是形成許多行星了呢？天文學(xué)家有這幾種推測(cè)： 盤內(nèi)引力不穩(wěn)定、盤內(nèi)沖流不穩(wěn)定 等。

結(jié)語(yǔ)

南魚座最亮的恒星周圍的塵埃盤

雖然目前星云假說依然只是一種假說，但是通過觀測(cè)宇宙中其他年輕的星團(tuán)，相信在未來，星云假說的剩余問題也將被解開， 屆時(shí)，我不用時(shí)光機(jī)，就可以知道天上的星星究竟是如何形成的了 。