[拼音]：taiyangxi qiyuan

[外文]：origin of the solar system

天体演化学的一个分支，研究太阳系是在什么时间、由什么形态的物质、以什么方式、经历怎样的过程、用了多长时间形成的，是什么原因产生太阳系的现有特征和各类天体的。地球是行星之一，它的起源和早期演化是太阳系起源的一个重要内容。太阳系的中心天体──太阳是颗恒星，它的形成和演化与行星系的形成有密切关系，但一般作为恒星的形成和演化问题来研究。

自1755年康德提出第一个太阳系起源的星云说以来，已有四十多种学说，但其中还没有一种学说是比较完整的和被普遍接受的。任何科学的太阳系起源学说都必须从观测事实出发，受观测事实的检验，并能圆满地说明现今太阳系的主要特征。

行星的物质来源和行星的形成方式，是太阳系起源的两个基本问题。根据对行星物质来源的看法，可以把各种学说分为三类：

（1）灾变说或分出说，认为行星物质是因某一偶然的巨变事件从太阳中分出的，例如由于另一颗恒星走近或碰到太阳，或者由于太阳爆发，从太阳分出的物质后来形成行星。

（2）俘获说，认为太阳从恒星际空间俘获物质，形成原行星云，后来演变成行星。

（3）共同形成说，认为整个太阳系所有天体都是由同一个原始星云形成的，星云中心部分的物质形成太阳，外围部分的物质形成行星等天体。俘获说和共同形成说的共同点是星云集聚形成行星，常合称为“星云说”。每一类又都有几种学说，各有各的具体内容。

对于行星的形成方式问题大致有五种看法：

（1）先形成环体，然后由环体形成行星。

（2）先形成很大的原行星，原行星演化成行星。

（3）先形成中介天体，由中介天体结合成行星。

（4）先形成湍涡流的规则排列，在次级涡流中形成行星。

（5）先凝聚成大大小小的固体块──星子，星子再集聚形成行星。

对太阳系起源问题的研究可追溯到十七世纪中叶。1644年，法国哲学家和数学家笛卡儿在《哲学原理》中提出涡流学说，他认为在太初的混沌中，物质微粒获得涡流运动，在涡流中形成太阳、地球、行星和卫星。1745年，法国动物学家布丰提出第一个灾变说，他认为曾有一颗彗星撞到太阳上，撞出的一部分物质形成了行星。虽然这两个学说科学价值不大，但是给宣扬上帝创世的宗教势力以很大震动，有启蒙作用。

第一个比较科学的太阳系起源学说是康德的星云说，这是他在 1755年31岁时匿名发表的《自然通史和天体论》（中译本名为《宇宙发展史概论》）一书中提出的，但当时没有引起公众注意。1796年，法国数学和力学家拉普拉斯在《宇宙体系论》一书的附录中，提出另一个星云说，由于他在学术上的声望，这一学说得到广泛的传播。于是，四十一年前康德的书又被人们提起，得到再版流传。虽然康德和拉普拉斯两个星云说有许多不同点，但他们的主要观点相似，即认为整个太阳系是由同一个原始星云形成的（见康德和拉普拉斯星云说）。

十九世纪末到二十世纪四十年代初，由于星云说无法解释太阳系角动量特殊分布等问题（见太阳系），各种灾变说一度盛行起来，如美国张伯伦和摩耳顿的星子说、英国金斯的潮汐说、杰弗里斯的碰撞说、里特顿等人的双星说以及霍伊尔的超新星说等，这些灾变说基本上都被否定了。

1944年，苏联地球物理学家О.Ю.施米特提出了关于太阳系起源的一种俘获说──陨星说。后来，爱尔兰的埃奇沃思、英国的彭德雷和威廉斯、印度的米特拉各自提出了不同的俘获说。这些学说的共同点都是认为太阳从邻近空间或银河系中俘获物质，之后形成了行星系。

1944年，德国物理学家魏茨泽克提出“旋涡说”，认为太阳形成后，被一团气体尘埃云环绕着，云因转动而变为扁盘，盘中出现湍流，形成旋涡的规则排列（见图）。

他取每个同心环内有 5个旋涡，在相邻两环之间出现的次级旋涡里形成行星。后来特哈尔进一步发展了旋涡说。现已证明，星云中没有足够能量来维持湍流，旋涡会很快扩散而消失，因此这种学说难于成立。1949年，美国天文学家柯伊伯提出“原行星说”，认为星云盘中发生引力不稳定性，瓦解为一些大的气体球──“原行星”，例如，原地球质量为现在地球的500倍，原木星质量为现在木星的20倍。原行星中心部分的气体凝集成固体。离太阳较近的类地原行星的外部气体被太阳辐射蒸发掉，只留下固体部分。离太阳较远的类木原行星因质量大和温度低，能够保留一部分气体，这样就解释了行星的物态。这一学说还认为卫星是由原行星俘获周围物质团块形成的。从二十世纪四十年代以来，瑞典磁流体力学家阿尔文继二十世纪初挪威的伯克兰和荷兰的贝拉格之后，特别注重太阳系起源的电磁作用，提出了“电磁说”(见阿尔文学说)。1952年，美国化学家尤里认为星云盘物质先集聚成平均质量为 1028克的中介天体。他着重讨论了中介天体形成行星和陨星等的化学过程。1960年，英国天文学家麦克雷注意太阳系起源与恒星起源的联系，认为星际云收缩到密度达4×10-12克/厘米103时，因银河系、邻近恒星和星云的潮汐作用，瓦解为许多云絮，大部分云絮聚成太阳，留在外边的云絮绕太阳转动，碰撞结合成行星。1962年，法国天文学家沙兹曼提出太阳在演化早期抛射带电粒子，它们在太阳磁场作用下运动，能够有效地转移掉太阳角动量，许多人引用这种“沙兹曼机制”来解释角动量特殊分布问题(见磁耦合机制和沙兹曼机制)。沙兹曼、美国的卡梅伦、苏联的萨夫龙诺夫、日本的林忠四郎以及英国的霍伊尔等人的新星云说都较详细地论述了行星形成问题，在国际上比较受重视。我国对太阳系的起源问题也进行了一系列的研究。

星际航行开始以来，太阳系物理学迅速发展，有关太阳系起源的资料大量增加，太阳系起源研究进入了从一般的定性假说到定量分析，从探讨个别问题到对大量资料作全面、系统地综合研究的新时期。虽然各种学说之间有许多差别，但在某些方面却又彼此相近，有以下几点共同认识：

（1）太阳系的年龄　 根据对恒星形成和演化的研究推断，太阳是约50亿年前由星际云(气体尘埃云)瓦解后的一团小云(原始星云)塌缩形成的，它经历了约4，000万年的引力收缩阶段，其中包括几百万年的金牛座T型变星阶段，平均每年抛出10-6～10-8太阳质量的带电粒子。从地球和月球的古老岩石和陨石的同位素年代分析得知，地球和月球约在46亿年前形成。因此，太阳系应在距今50～46亿年前形成。

（2）太阳系稳定性问题　这个问题虽尚未解决，但根据天体力学研究推断，大行星轨道在20亿年前和现在没有很大差别；相反，小天体(小行星、彗星、流星体)的轨道则发生了较大的变化。

（3）大行星发生过地球史所经历的那样地质变化，因此，大行星现在的状况与形成时的状况是不同的。小天体形成以来变质过程较少，保留了较多的形成时的信息。因此，近年来特别注意小天体的研究。根据对陨石的分析已可以看出小天体的演变史，它们形成时的温度为400～500K，形成的时间为几百到几千万年。

（4）碳质球粒陨石的难挥发元素的丰度与太阳大气相近似，一般认为木星的化学组成与太阳大致相同，原始星云的化学组成最初是较均一的，后来才发生化学分馏，导致各行星化学组成的差异。

（5）月球、水星和火星上的大多数凹坑，是39亿年前陨星撞击形成的。一般认为星云盘内的固体颗粒（尘粒和冰粒）先沉降到赤道面，形成尘层。随着密度的增加，便在尘层内形成星子。

（6）一般认为行星系统的起源与太阳早期演化有关，太阳磁场通过磁耦合机制和沙兹曼机制使太阳角动量转移，造成太阳系角动量的特殊分布。

（7）一般认为对太阳系起源的研究不仅要考虑动力学过程，而且应当考虑原子过程、化学过程及电磁和等离子体过程，应当综合大量有关资料，并和有关学科结合，才能解决这一困难问题。

参考书目

戴文赛：《太阳系演化学》（上），上海科学技术出版社，上海，1979。

H.Reeves ed.，On the Origin of the Solar System， C.N.R.S.， Nice，1972.

S.F.Dermott，The　Origin　of　the Solar　System，John Wiley and Sons，New York，1978.

严正声明：本文由历史百科网注册或游客用户付灿珊自行上传发布关于» 太阳系起源的内容，本站只提供存储，展示，不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益，请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，尊重和保护作者的劳动成果，转载请标明出处链接和本声明内容：作者：付灿珊；本文链接：https://www.freedefine.cn/wenzhan/136117.html