你看太陽(yáng)系,明明能把火星撥得飛出臺(tái)既定路徑,可模型里的八大行星,偏偏都乖乖貼著太陽(yáng)周圍那圈看不見(jiàn)的線轉(zhuǎn),連遠(yuǎn)在邊緣的海王星都沒(méi)怎么越界。
若你對(duì)著真實(shí)的太陽(yáng)系數(shù)據(jù)量一量,會(huì)發(fā)現(xiàn)這些天體都踩著同一塊隱形地板,科學(xué)家稱它為黃道平面。像那顆離太陽(yáng)最近的水星,算最不安分的,公轉(zhuǎn)路徑也只比這平面偏了7度左右,其他星體更規(guī)矩,偏差大多鎖在3度以內(nèi)。這么齊整的隊(duì)列,不是這些天體懂事,是它們誕生時(shí)就被刻進(jìn)了基因。
將時(shí)鐘往回?fù)?5到46億年,那時(shí)還沒(méi)有太陽(yáng),只有一團(tuán)飄在宇宙里的云,滿是細(xì)碎塵埃和稀薄氣體,科學(xué)家管它叫太陽(yáng)星云。這團(tuán)云本安安靜靜,直到附近一顆超新星突然爆發(fā),沖擊波像只無(wú)形的手,狠狠推了它一把。被推之后,星云開(kāi)始在自身引力作用下往中間坍縮,像被慢慢捏緊的棉花團(tuán),越縮越密。
隨著星云不斷收縮,它的自轉(zhuǎn)速度也越來(lái)越快。這跟花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員很像,張開(kāi)胳膊轉(zhuǎn)得慢,一收胳膊轉(zhuǎn)速立馬提上來(lái),這在物理上叫角動(dòng)量守恒。轉(zhuǎn)速一快,星云赤道方向就生出一股向外的勁兒,把那里的物質(zhì)撐住,不讓它們?cè)偻虚g縮,可兩極方向沒(méi)這股勁兒,還能接著往中間收。慢慢的,原本球形的星云被甩成了扁扁的圓盤,這就是原行星盤,太陽(yáng)系所有行星的搖籃。
在這張圓盤的正中心,物質(zhì)越聚越多,密度和溫度一天天升高,最后燃成了發(fā)光發(fā)熱的太陽(yáng)。剩下的邊角料,細(xì)小的塵埃、碎石塊,還有些沒(méi)聚起來(lái)的氣體,就散在原行星盤的各個(gè)角落。這些原材料不會(huì)閑著,它們?cè)诒P里碰撞不停,黏在一起像滾雪球,從幾厘米的小石塊長(zhǎng)成幾百公里的小行星,最后變成現(xiàn)在的行星、衛(wèi)星,甚至彗星。
所有行星的原材料都來(lái)自這張扁平的原行星盤,它們誕生時(shí)就帶著圓盤旋轉(zhuǎn)的慣性,運(yùn)行軌跡自然順著圓盤的方向。好比所有面團(tuán)都在案板上揉捏,最后捏出的饅頭、包子,肯定不會(huì)突然飛到天花板上去。這就是行星公轉(zhuǎn)路徑整齊的核心原因,一點(diǎn)都不玄幻。
而且天體貼盤轉(zhuǎn)不是太陽(yáng)系的專利。天文學(xué)家盯著遙遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng)看了很久,拿大家聽(tīng)過(guò)的TRAPPIST-1來(lái)說(shuō),它身邊7顆類地行星,每一顆都沿著同一個(gè)平面有序公轉(zhuǎn)。還有好多類似的恒星系統(tǒng),那些星體的運(yùn)行軌跡同樣規(guī)整。這說(shuō)明行星共面不是巧合,是宇宙里行星系統(tǒng)形成的通用規(guī)則。
當(dāng)然,這些行星也有小個(gè)性。每顆行星的公轉(zhuǎn)路徑都有點(diǎn)微小的傾角,只是幅度小到平時(shí)注意不到。這得怪太陽(yáng)系剛誕生時(shí)太亂,那會(huì)兒盤里到處是飛掠的小天體,大的小的碰撞不停,行星之間的引力也互相扯拽。這些混亂的干擾,讓行星軌道稍微偏了點(diǎn),留下了獨(dú)一無(wú)二的痕跡。像冥王星(如今被歸為矮行星),軌道傾角有17度,比其他行星都大,大概率是當(dāng)年跟別的天體硬碰硬狠狠撞擊后留下的結(jié)果。
宇宙這么大,也有不守規(guī)矩的存在。HD 80606恒星系統(tǒng)里,一顆行星的軌道傾角高達(dá)42度,幾乎是斜著繞恒星轉(zhuǎn),WASP-17b更夸張,居然倒著繞自己的恒星轉(zhuǎn),跟系統(tǒng)里的其他天體反著來(lái)。這些叛逆分子大多是后來(lái)遇了意外,要么是跟路過(guò)的恒星靠太近,被引力掰歪了公轉(zhuǎn)路徑,要么是被其他大質(zhì)量天體猛烈撞擊,徹底改了公轉(zhuǎn)方向。它們讓宇宙不只有規(guī)律,還有很多驚喜。
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