1、背景知识
自1755年德国哲学家康德,在他发表的《宇宙发展史概论》一书中,首先提出了著名的“星云说”;1785年法国天文学家拉普拉斯在他发表的《宇宙系统论》一书中,阐述了他关于太阳系起源的“星云说”观点。200多年来关于太阳系起源说有40多种。康德和拉普拉斯的学说虽有差异,但他们都共同认为太阳系是起源于同一块星云物质,人们通常把他们的学说合称为“康德-拉普拉斯星云说“,又称“旧星云说”。
2、新星云说
我国己故天文学家戴文赛先生提出了太阳系起源新学说,是新星云说的代表之一。这个新学说,将太阳系起源理论提高到一个新水平。这个学说认为:
(1)收缩-旋涡-破碎阶段。47亿年前,一个质量比太阳大几千倍的银河星云,因自引力而收缩,在收缩中产生旋涡,旋涡使星云破碎成一二千块,每一块相当于一个恒星质量。其中形成太阳系的碎块,叫太阳星云。
(2)惯性离心力与自引力平衡阶段。在自引力的作用下,太阳星云进一步收缩,使本来已在旋转的太阳星云旋转加快,产生更大的惯性离心力,使太阳星云逐渐变扁。同时,由于体积愈来愈大,所产生的惯性离心力也愈来愈大,当惯性离心力足以全部抵消自引力时,赤道附近物质便停留在那里,不再收缩,而太阳星云其他部分仍继续收缩,于是形成扁扁的、内薄外厚、连续的星云盘。星云盘物质有“土物质”、“冰物质”和“气物质”三类。
(3)增温-热核反应-太阳形成阶段。在进一步收缩过程中,原始太阳因不断收缩而持续增温,当内部温度达到几百万度(K)时,开始热核反应,形成自行发光的太阳。
(4)碰撞增大-碰撞吸积-行星-卫星形成阶段。星云盘中的尘粒,因碰撞而增大,形成大尘粒,大尘粒因吸附小尘粒而增大,当大到不致因碰撞而破碎时,形成“星于”。星子与其他尘粒进行碰撞吸积而增大,产生特大星子,出现在目前行星的轨道上,成长成“行星胎”。行星胎形成后,碰撞吸积为引力吸积取代,把其“势力范围内”的星子“吃”掉,不断增大而成行星。行星附近的残余物质,在较小范围内重演行星形成过程,产生卫星。
3、“新星云说”对各类行星特性的解释
新星云说对各类行星的特性,进行了较合理的解释。
(1)类地行星靠近太阳,温度高,冰物质和气物质都挥发,只有土物质凝聚,因而密度大,而且它们的行星区宽度比较小,行星的体积和质量就比较小。
(2)巨行星区的温度比较低,只有一部分气体挥发,土物质、冰物质都凝聚,部分气物质也成为木星和土星的原料,而且行星区宽度较大,因而密度就小,而体积和质量就大。
(3)远日行星远离太阳,温度低,太阳的引力又弱,气物质很容易逃逸,形成远日行星的物质是土物质和冰物质,所以密度、质量、体积都属中等。
(4)冥王星较特殊,它的体积和质量都较小而密度却比较大,它可能原是海王星轨道内的一个残余大星子或卫星,因碰撞改变轨道,从而脱离海王星引力成为一颗绕日行星。
(5)新星云说除能较好地解释行星、卫星的形成外,还能较满意地解释行星运动的同向性、共面性和近圆性。
4、当然,作为假说还有待完善,理论必须符合观测事实。