☄ 天文

八大行星为什么要"整整齐齐"转在同一个平面上

原来行星排成一排是因为太阳系诞生时旋转的气体云被甩成了扁平圆盘,行星就在这个盘里形成

拿出一张太阳系的侧面图,你会发现一件奇怪的事:八颗行星几乎像串在同一根铁丝上,没有哪颗跑到上面去转,也没有哪颗溜到下面去绕。这是巧合吗?还是宇宙规定的?答案藏在46亿年前太阳系还没出生的时候。

太阳系是怎么"诞生"的?

想象一大团棉花糖,飘在宇宙里,松松散散、乱成一团——这就是太阳系最早的样子,科学上叫"星云",其实就是一大坨气体和尘埃。某一天,这团云开始往中间塌缩,就像你捏紧一把棉花,越捏越小、越捏越密。关键的事情发生了:这团云原本就带着一点点旋转,就像你放开一个陀螺,一旦开始转就停不下来。塌缩之后,旋转速度越来越快,整个云团被甩成了一个扁平的圆盘,就像揉面团时用力一甩,面团会越甩越薄、越甩越圆。太阳就在圆盘正中间形成,外围剩下的材料则慢慢聚成了各颗行星。

为什么转着转着就变"扁"了?

这里有个特别好理解的物理小把戏。你玩过老式的披萨饼旋转抛飞吗?师傅把面团往空中一抛,面团就会自动摊开变薄——旋转产生的力会把东西往外"甩",而且总是沿着旋转方向往外甩,而不是往上甩或往下甩。对那团旋转的气体云来说,道理完全一样:上下方向的物质往中间挤压,而水平方向的物质被甩开,于是整体越来越,最终形成一个薄薄的圆盘。圆盘里的东西都在同一个平面上运动,从这个盘子里诞生的行星,当然也就在同一个平面上"安家"了。这个过程就像洗衣机脱水:水桶转起来,水会被甩到桶壁上,绝对不会乱飘到上面或下面去。

那有没有"不守规矩"的天体?

还真有!冥王星就是个"异类",它的轨道跟大家的平面歪了整整17度,像一个坐姿歪斜的小学生。还有很多彗星,轨道更是乱七八糟,从各种奇怪的角度冲进来,有时候甚至是逆着大家的方向跑。科学家认为,这些"不守规矩"的家伙可能是在太阳系早期,被别的天体引力踢偏了轨道,就像桌球台上的球互相碰撞,被撞飞的那颗就再也回不到原来的位置了。正因为冥王星轨道太歪,加上个头又小,2006年它被"降级",不再算作行星,只剩下老老实实待在同一平面上的八颗才算正式成员。

下次仰望星空时,你看到的行星其实都挤在天空中一条窄窄的"带子"里——这条带子就是那个46亿年前的古老圆盘留给我们的影子,而你每晚看到的月亮、金星、木星,全都是同一张"饼"上烤出来的。