行星轨道几乎处在同一平面上,这是怎么做到的?
太阳系中的所有恒星,当由于重力作用而诞生时,通过围绕质量中心旋转而达到平衡,而这种旋转的角动量是守恒的。其结果是一个二维平面,其中向上和向下的动量相互抵消,所有的旋转轴都会合。旋转从四维减少到三维的现象不仅是太阳系,还有银河系,尽管黑洞的吸积盘看起来会大致在同一平面内。
其实,行星围绕恒星基本保持在一个平面上并不是太阳系的特例,而是一个比较普遍的现象,行星围绕其他恒星,其轨道也基本保持在一个平面上,其原因与恒星和行星的形成有关。目前关于天体形成的主流理论是,天体是由星云凝聚而成的。当然,这个理论下还有一些更详细的差异,但主要的观点是,天体的最早形态是星云,由星云的凝结形成恒星和行星。在这个过程中,星云在重力作用下旋转,形成自旋轴和赤道面,因此更多的物质逐渐集中在赤道面,而自旋轴两极的物质减少。当恒星形成时,其余的物质大多在赤道上,随着温度的降低,行星形成。
因此,这些行星的轨道也接近赤道面,随着时间的推移,行星逐渐清空轨道上的物质,最终形成像我们太阳系这样的系统,主要行星的轨道不会偏离赤道面太远。只有那些较远的碎片,受引力影响较弱,没有集中在赤道面附近,而是散布在整个空间。或者发生了一些特殊的事情,比如碰撞,把行星推离了赤道,或者一个外来的行星可能已经远离了赤道。
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