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先捋清楚时间线:太阳系出现之前+46亿年前+50亿年后
太阳系出现之前:星云理论
分子云(molecular cloud),是星际云的一种,它的密度和大小允许分子──最常见的是氢分子(H2)──的形成。 它的密度高到可以开始产生分子。
它是星际分子集结的区域。观测表明,虽然有些星际分子, 如 CO,几乎散布在所有的天区,但大多数星际分子集结成团,形成分子云。分子云通常是暗的,在光学波段看不见 ,温度典型值为20K,平均密度102~104个分子每立方厘米,中央的密度可达10^6个分子每立方厘米,质量一般为 10^4 ~10^7太阳质量 ,云内有足够的尘埃屏蔽星光中的紫外线,使分子免遭破坏 。
就是说很大的玻璃盆上有一层肥皂液(气体分子)还有很多小沙砾(可屏蔽紫外线)啦,这些肥皂泡一小块旋转起来收敛聚齐(坍塌),角动量守恒条件下越来越快成了一个大肥皂泡(太阳)而其周围的部分呢被这个装有发动机的玻璃盆洗衣机转啊转,沙砾肥皂液最终凝聚成了一个个的星球。
坍塌过程中开始升温升压升密度,核聚变的条件达成,然后氢原子开始变成氦原子,发光最后变成了太阳。
也有比喻说太空中的分子云就像是一个胎盘,能够孕育出恒星。
46亿年前,我们混沌20光年之内的一个地方的红巨星炸了,这个爆炸导致了我们的星云被压缩,达到坍塌条件,开始形成太阳。
另外一个问题,行星怎么聚集到一起呢?这个和太阳还真不一样,这个起初是靠带电粒子的吸引达成的第一桶金(就好像下雨凝聚的灰层一样:极吸),随后资本原始累计完成,开始靠引力滚雪球。
太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云(文末有ps)中一小块的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平并形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。
这个过程花了8千万年,才让太阳系得以形成。
花了5亿年,这里的行星才得以形成。
其后弹弓效应让行星的位置有所改变:天王星海王星易位
五亿到七亿年的时候,木星土星共振,导致了星子(800-1600米)带(一些没有长大的陨石,但是也不小)的清理:这些中行星fire各个行星,就是现在知道的(晚期重大撞击事件——月球灾难)
太阳的自转产生的引力面让行星的轨道最终拉到了黄道平面。因为一边偏重,所以是椭圆不是圆。
就如同太阳和行星的出生一样,它们最终将灭亡。大约50亿年后,类似big bang太阳爆炸,太阳会冷却并向外膨胀超过现在的直径很多倍成为一个红巨星
初期,太阳系大概有20几个佼佼者(行星),他们开始了生存之战。
承受炙烤,轨道很扁的椭圆:46mKM-70mKM,(没大气层)-170摄氏度到430摄氏度。
奇闻异事1:3KM每小时走,太阳不动(自转太慢了一年0.66圈)
奇闻异事2:没有岩石外衣的内核,应该是被撞坏了。
奇闻异事3:高硫,易挥发,会逃逸到地壳上,而没有地壳的火星却有硫,所以推断一开始诞生的时候就不应该在这么近的轨道,一开始在火星附近,是被推进来的
从2、3推断:水星被一个星球撞击,散失地壳,并被推到了最内圈。
奇闻异事4:在找不到太阳的北极深坑里面有永久冰
和地球一样大,因为二氧化碳太多,导致温度太高。是一个巨大的烤炉。
20亿年前,星球达到 464摄氏度。雨水到达不了地面就重新蒸发了。
地球的双生姐妹:忒伊亚。可以用火星的大小类比。
理由:和地球的运行轨道几乎一致。然后他们融合了。形成的碎片换形成了月球。
月球灾难时期,小行星给地球带来了很多的水。
海洋包围的贫瘠大陆,海藻出现,改善空气和海洋酸度,把红色的甲烷浓雾变成氧气。
月球的潮汐引力,潮汐~~
以及地球对月球的潮汐锁定(月球始终只有一个面对着地球)
39亿年前,重大撞击事件。
曾经温暖湿润,发现了海盐,发现了水,可惜,35亿年前,失去了所有的河流与海洋。现在荒芜一片。原因:因为太小,内部的发动机消失,形成不了足够的磁力,且离太阳很近,无法抵抗太阳风保有大气层,大气层最终都逃逸到太空去了。见附录太阳风
至于具体为什么会关闭:更小的火星核心表示其核心冷却的更快,一瓶水和一壶水的区别。冷却了以后就没有形成磁场的能量了 。
尽管如此,火星上具备一切文明所需,所以未来火星开发势在必行的。
然而细思极恐,你知道为什么火星这么小么。可能推断如下,木星过去穿越了小行星带,扫掉了火星轨道上的物质,那么火星轨道缺少物质,自然就无法形成巨大的星球。(见木星)
其实不像想象中的都是石头,是一个十分荒凉的空间带,所有小行星的质量之和不过月球质量的百分之4。(一定是都被扫光了,能留下的是有多幸运)也就是说任意两个大一点的小行星之间的距离都是月地距离的八倍呢。好孤独。
上面也富含水,曾经也是一个行星的候选队员。可是经过木星时候,被吃掉了,吃掉了百分之99.9的物质。剩下一丢丢。
小行星带,不严谨的一张全浏览图
小行星带,距离比例更加严谨的一张图,大小并不严谨
木星很漂亮,1300倍地球质量的气体巨星。(11倍直径)
木星两极是蓝色的,中间黄白相间。
因为他们原本的质量就大,e.g. 木星的引力可以快速的吸收原料,类似失控效应,迅速变大,吸引了大量的气体,吞噬了足够的气体后变身为了气体巨星。
太阳风会吹离气体灰层(就像烤火那样),早期吞噬的木星土星保留了这些,而不幸的天王海王轨道上的气体被先一步吹走了。
4000w年 冰雪带外冰冻的气体巨行星停止生长。达到稳定。
一亿年前的恐龙大灭绝应该就是她的杰作了。一颗10kM的小行星从小行星带被撞飞,在木星引力弹弓之下,飞向地球。见附录引力弹弓
小行星撞地球,图源见水印,并不严谨
6500万年前,一颗十公里宽的小行星碎片抵达zhidao地球,它质量达20000亿吨,速度在地球引力下快速加快,从每小时6.5万公里增加到7.2万公里,合每秒20公里,这么快的速度,大气层根本无法减速。
50米直径的石球径直闯进大气层13KM每秒,只需要7秒,就可以形成一个1000米直径,130米深的巨坑。相当于1000W吨TNT
广岛原子弹2W吨级别TNT
而毁灭恐龙的这个是1000KM的巨石
木卫六 曾经有过河流——甲烷的河流
一个火山星球,木卫二转一圈木卫一转两圈,发生轨道共振。
把木卫一当成整体看,其发生了重力弹射,引力弹弓让他的轨道变成了椭圆形。见附录引力弹弓
从木卫一内部看,卫星本身不断被拉伸挤压,内部的摩擦过程产生了热量,就是潮汐加热,当然这个过程又不至于分解,所以木卫一表面都是熔岩湖。最大的火山口是200KM的直径。能喷出300KM
木星在吸收物质的过程中变得越来越大,越大就会穿过小行星带,而且确实木星曾经穿过了小行星带, 这个是吸积效应(找不到具体的,无法弄清楚这里)巧的是,这个时候土星也完成了初始累计,它也开始靠近太阳,但是它比木星快很多,接着开始尝试了轨道共振,导致两颗恒星都开始外移,这样地球其他几颗小行星才没有被吞噬。
最终所有行星加小行星带轨道成为了上面的样子,而神奇的是木星就像一个统领,所有小行星都听着木星的指挥。
太爱土星了,多给几张图片
土星是具体太阳10个天文单位(5个天文单位的木星),那里的水都是固态形式的。
后吸收了大量的氢气和氦气,为什么别的行星没有?因为别的行星都体积太小了,不足以吸引这些质量太小的气体。而这些气体的吸收让土星变得越来越大。
气压太大导致石头和冰温度急剧上升开始发光(那时候的气压是地球现在的1000w倍)
变成了一颗气态巨行星(有点像太阳哦)
下层大气风起云涌,四处是地球上一千万倍的闪电,闪电把甲烷变成了烟灰云,
再往下烟灰云在大气压下变成钻石,
再往下钻石也被气压弄得喘不过气,变成了液态。
再往下,气体被压成了液态,融化的氦气在氢气中落下,然后释放惊人的能量。
一颗被撕碎的冰星直径为400KM(月球的9分之一)在木星的潮汐力撕扯下到达洛希极限被撕裂了。
碎片形成了土星的光环(年龄在2000w年-1亿年)之后会变脏,慢慢不反光了。
这个光环平均10米的厚度,最外围有2000米的高山,就是最上面的两张图片。
土卫二 希望之星了!!!
潮汐力下内部的冰晶喷射出来——羽流(名字很好听),每秒200KG,说明有地下还有,而且是热泉,which is 生命发源地,而且里面有复杂有机化合物!!还有硅微粒表明里面有简单的生物,也就更说明了我们在宇宙中并不孤独。见附录热泉
因为天气太冷,天文学都是罕见的冰状化合物(冰,氨,甲烷),永久冰冻状态中。
另外一个事实:天王星也有土星一样的ring
就好像守护小行星带一样,每个环会被边上的两颗行星守护,一上一下,当环里的碎屑发生碰撞往里掉的时候,天卫六就给它动能,让他加速,回到圆轨道,当它往外飞时候,天卫七的引力作用让它减速,重新落回去。(外面的速度慢里面的速度快。
太阳系诞生之初,所有的尘埃都绕着太阳逆时针转,也是所有的行星都逆时针旋转的原因。然而金星和天王星都是顺时针的,我们知道金星被撞过。而比较诡异的是,天文学直接就是倾斜的。
倾斜的天王星,注意环.png
与天王星不同,海王星居然不是一颗死星,里面居然有极端的气象。那里的一个大黑斑就和地球一般大小。而且四五年以后再看,大黑斑没了。那里的风都是超音速的,my god。
喷涌湘潭爱空的间歇泉,太阳照射在氨冰上,加热底下的氮气,使他气化,最后爆开成为间歇泉。
从海卫一公转方向与海王星的自转方向不同可知,它们是从不同的星云形成的,所以说海卫一是海王星的过客,被捕获的过客,它
非行星——见附录行星的定义
冥王星之心(其实只有半颗心)
面积是100w平方公里,与星球的其他地方不同,这个地方十分的平坦。
加热的氮向上重塑地表,就好像海洋一样,也就没有了陨石坑。
进距离有点像我们的田地
文明究竟是什么,人类是什么,人类的诞生究竟是为什么。又能为了什么。人类,宇宙,究竟是什么关系。我,你,之间的引力是否可以有引力之外更深的东西。
行星大小以及方便记忆的比例
虽然太阳的表面(地皮)温度只有6000摄氏度,太阳的大气——日冕的温度可以达到100w摄氏度(感觉是不是和火焰的外热一样)
日冕是等离子形式存在的一种带电粒子的混合物。而这些粒子快速移动就成了太阳风,能够从太阳逃逸,会以每秒几百公里的惊人速度到达地球,如果没有防御措施,大气就会被这些太阳风吹走。
太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的灿烂美丽的光辉。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。
地球磁场与太阳风.png
地球磁场与太阳风,转自豆瓣.gif
下面这些是不负责任的推理说明
地球是一个巨大的磁场,太阳风主要是带氢粒子和氦粒子,所以在这里大部分会被地球的磁场弄偏移。大概就是向一个陨石砸到地球大气层,大气层被劈开的场景。但是这里劈开不是由于撞击而是由于磁体吸引力。但是有一些粒子最终被减速为0后反向加速进入地球,于是撞击地球上的粒子形成极光。而因为南北极是磁体的两极,所以这两个点最严重。
附录——地球的自转与磁场
因为地球有一个熔融铁核,地球旋转就变成了磁体,就如同发动机一样。
问题又来了,地球为什么会旋转,因为内部的铁水在加热下会扬起,导致地球也转起来,
我的理解是毕竟能量需要一个宣泄口,于是地球自转了。热能导致铁水沸腾,而如果单纯内部撞击最后还是热能,无法耗散,但是能量需要宣泄口,所以干脆推动地球旋转。当然也有其他宣泄口:火山。
引力弹弓就是利用行星的重力场来给太空探测船加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作“引力助推器”。
利用引力弹弓使我们能探测冥王星以内的所有行星。在航天动力学和宇宙空间动力学中,所谓的引力助推(也被称为引力弹弓效应或绕行星变轨)是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度,以此来节省燃料、时间和计划成本。
引力助推既可用于加速飞行器,也能用于降低飞行器速度
附录——距离(单位:天文单位——地球到太阳的距离)
行星 size 质量 距离太阳 大气厚度
深海热泉是指从海底裂缝喷出的地热水。热泉通常位于火山活动、板块活动等区域附近发现。相对于大多数深海区域,深海热泉周围区域的生物活动更丰富,与周围的海床相比,热泉喷口区的生物密度要高出10,000至100,000倍。化学合成细菌等构成食物链的基础,支持多种生物,包括巨型管状蠕虫,蛤,帽贝和虾。科学家认为活跃的热泉存在于木星的卫星欧罗巴和土星的卫星土卫二上。
在通常深海热泉的深度,环境中水的温度大约在2°C左右,而从热泉喷出的水的温度最低从60℃到最高464℃。但由于热泉附近超高的压力,热泉通常还是以水的状态存在,而没有沸腾。
深海热泉中的温度和化学物质使这种环境非常适合发生化学演化过程。因此有科学家提出,氨基酸的合成可能发生在地壳深处,随后这些氨基酸与热液一起被带入较凉的水域,那里较低的温度和矿物质的存在会促进肽和氨基酸的形成原始细胞。这是一个有吸引力的假设,因为热泉区域中存在大量的CH4(甲烷)和NH3(氨),这是地球原始大气无法提供的条件。该假设的主要局限性是有机分子在高温下缺乏稳定性,但一些人认为生命应起源于最高温度区域之外。目前,深海喷口周围立即生活着许多种类的极端微生物和其他生物,这表明这确实是一种可能的情况。
如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学联合会大会2006年8月24日通过了“行星”的新定义,这一定义包括以下三点:
1、必须是围绕恒星运转的天体;
2、质量必须足够大,来克服固体引力以达到流体静力平衡的形状(近于球体);
3、必须清除轨道附近区域,公转轨道范围内不能有比它更大的天体。 [1]