太阳系中八大行星公转方向相同的原因

2019年10月27日 03:46

需要从太阳系的诞生讲起。

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早期的星尘就像是一团烟雾一样,没有聚集的趋势,直到在外力影响下(如临近的超新星爆炸),星尘被推挤压缩。距离缩短了,引力开始发挥作用,星尘在万有引力下汇聚成较大的星核。外围的星尘也开始向星核聚拢,星尘越靠近内核旋转的速度越快,动量定理在其中发挥着作用。直到无数星尘降落到星核,不断发生碰撞,动能转化为热能,星核温度不断升高。升高到一定程度(1000万摄氏度以上),便开始发生聚变反应,星核成为初始太阳

外围的星云逐渐冷却下来,在引力作用下凝聚成几颗行星。行星在各自轨道公转,不断吸收沿途遇到的星尘,经历无数次的撞击和轨道变更,才形成现在稳定的太阳系。

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行星公转

形成行星的星尘,早期存在各种无规律的运动。在太阳的引力下开始相互靠近,不断经历碰撞、摩擦,其余方向的速度被抵消,最终都沿统一的旋转方向环绕太阳。整个太阳系保持着这份角动量,后续过程中也几乎没有冲量来改变这份角动量,所以太阳系角动量守恒。

如今的行星依然保持着当初的角动量方向,八大行星是由同一团星尘烟雾形成的,因此都具有相同的公转方向。

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行星自转

同理,因角动量守恒,八大行星的自转方向也应该与公转方向相同。事实是其中的六颗确实是如此,但金星天王星例外。金星是逆公转方向自转,而天王星是横卧在轨道上转动。

有学者猜测,金星和天王星在形成后,受到过陨石撞击(外力冲量),从而改变了角动量所致。关于天王星还有另一种猜测,它位于太阳系最外侧,距离远受太阳引力较弱,当初星尘的速度可能并没有得到统一。所以形成天王星时,它的角速度方向不与内侧行星相同。

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由于同一行星系的行星总源自同一团星尘,星尘具有统一的角速度,又因形成行星前后角动量守恒,故行星往往保持原来的角速度进行公转和自转。但考虑到外围天体可能未统一方向,后来又可能受天体撞击等因素,行星的自转和公转方向有时并不完全统一。

但可以肯定的是大部分行星的旋转方向,是与星系形成时的初始角动量方向相同