Question

科学家坦言：太阳系确实非常特殊，与其它的恒星系统大不相同

Answer 1

在几百年前，人们都相信地球就是宇宙的中心，天上的日月星辰都围绕着地球运转，后来人们又认为太阳是宇宙的中心，而现在的我们都知道，太阳只不过是银河系里数千亿颗恒星中的一员，与银河系相比，我们的地球充其量只能算是一粒尘埃，而银河系在整个可观测宇宙中的地位也好不到哪里去。

这样的事实无疑对人类的优越感造成了很大的打击，但也让我们意识到，在如此浩瀚的宇宙中，每一颗恒星都应该有自己的行星，也就是说，从理论上来讲，宇宙中一定存在着很多由恒星和行星构成的恒星系统。

由于行星不会发光，并且比恒星要小得多，因此在过去的很长一段时间里，我们都没有发现太阳系以外的行星。直到1995年，天文学家米歇尔.麦耶（Michel Mayor）和迪迪埃.奎洛兹（Didier Queloz）才发现了首颗系外行星——“51 Pegasi b”，从而证实了上述的推测，这两位科学家也因此而获得到2019年的诺贝尔物理学奖。

自此以后，科学家们又陆续发现了更多的系外行星，时至今日，我们已经发现超过了4000颗系外行星，它们各自围绕在自己的主恒星周围，组成了一个又一个的恒星系统。那么问题就来了，在这么多的恒星系统里面，我们的太阳系算不算特殊呢？对此科学家坦言：太阳系确实非常特殊，与其它的恒星系统大不相同，下面我们就来一起了解一下。

首先就是太阳系中的行星分布情况，科学家发现，目前发现的绝大多数恒星系统都遵循一个规律，即分布在恒星周围的行星都具有规则的轨道间距，并且相邻的行星之间的大小也差别不大。蒙特利尔大学的物理学家劳伦.韦斯（Lauren Weiss）曾经将这种现象描述为：“这些系外行星就像是豌豆夹里的豌豆一样”。

反观太阳系就显得比较特殊，它并没有遵循这个规律，太阳系中的八大行星不但大小差异很大，而且行星之间的轨道间距也是大相径庭。

第二个就是太阳系里缺少超级地球，简而言之，所谓的超级地球就是指质量和体积都比地球大很多的岩石行星，在其它的恒星系统里，超级地球可以说是比比皆是，但我们都知道，在太阳系里地球就是最大的岩石行星了。

除此之外，太阳系还有一个特殊之处，那就是在太阳系里的行星与主恒星之间的平均距离太大了，为了说明这个问题，我们不妨以一个迄今为止科学家发现的最像太阳系的恒星系统——“开普勒-90”（Kepler-90）来举例。

和太阳系一样，“开普勒-90”也拥有八大行星，并且其主恒星是和太阳相差无几的黄矮星（质量和体积分别为太阳的1.13倍和1.2倍），我们来看一下这个恒星系统与太阳系的对比。

（注：左边的是“开普勒-90”，右边的是太阳系）

可以看到，与太阳系比起来，“开普勒-90”的八大行星明显更加靠近主恒星，其最外面的行星轨道才刚刚达到太阳系中地球轨道的位置。需要指出的是，“开普勒-90”的这种行星轨道非常普遍，在已知的数百个恒星系统里的行星几乎都是按照这个规律在运行。

总而言之，现有的观测数据显示，太阳系确实非常特殊，那么到底是什么原因造成了太阳系与其它的恒星系统大不相同呢？

对于这种现象，有科学家提出了“大迁徙假说”（Grand Tack），即在太阳诞生之初，木星曾经在太阳引力的作用下向太阳系内侧迁徙，在运行到现在的火星的位置时（注：那个时候还没有火星），它与土星产生了轨道共振，然后又与土星一起向太阳系外侧运动，最终这两颗巨行星回到了现在的轨道上。

该观点认为，正是因为木星和土星的这种运动扰乱太阳系的早期结构，所以今天的太阳系才会显得如此“与众不同”。值得一提的是，由于“大迁徙假说”有不少的证据支持，因此这种观点得到了大多数科学家的认同。