地球也可能是太阳捕获的行星,为什么说它一定在太阳系诞生?

关于地球诞生最流行的说法就是十八世纪中叶康德和拉普拉斯提出星云说,他们认为太阳系就诞生于一片星云,尽管康德和拉普拉斯都坚信这个理论,而且在科学界也普遍接受了这一理论,但在早期并没有太多的观测证据支持。

太阳系的诞生

很难想象星系会诞生于一片看上去似有若无的星云,但天文学、物理学、地质学和行星学等多种科学领域却都在为这一领域补充各种理论,英国数学家、物理学家詹姆斯·霍普伍德·金斯证明了“金斯不稳定性”,从理论上解决了星云存在坍缩的几种可能

当然现代天文观测也发现了大量的原始行星盘,包括上图的斯皮策望远镜观测到的“HOPS 383”原恒星诞生时的景象,也从侧面证明了太阳系形成于一片星云的理论。

地球是太阳系原生的几个佐证

行星不是凭空出现的,它们有诞生的规律,因此地球是否是太阳系原生的也可以从中分析出来。

内行星都为岩石质行星

可能大家都觉得很好奇,为什么水星金星地球火星都是岩石质行星,而木星土星天王星海王星则都是巨型气态行星呢?其实这和太阳系形成是有关的,行星诞生于星云积盘面上这一点比较容易理解,因为这里物质丰富嘛,但此时原恒星已经在中心诞生了,而且还如火如荼的在成长,当中心的恒星开始发光,那么事情就很容易解释了,恒星(此例中是太阳)发光的太阳风把轻量的气体类都吹跑了,太阳附近固态物质不太容易被吹跑,所以这些物质形成的天体自然就是岩石质行星了。

地球也是岩石质行星,从太阳系形成的一般规律来看这没毛病,所以这个角度可以辅助佐证地球是太阳系原生的行星。

提丢斯-波得定则

1766年德国的一位中学教师戴维·提丢斯发现的太阳系里行星距离分布规律,后来被柏林天文台的台长波得归纳成了一个经验公式。

产生这个结果的原因是行星轨道之间存在共振,即使行星形成初期并没有在这个轨道上,也将会在互相绕行公转的形成过程中慢慢迁移到这个轨道。

以上为八大行星的轨道距离分布,各位有兴趣的朋友可以推算下规律,看看是不是大致符合提丢斯-波得定则,不过距离太阳越远这个规律就会渐渐失效,因为误差会越来越大,不过这反而表示地球就是太阳系原始星云亲生的。

地球岩石年代与放射性衰变测定

现代根据岩石以及放射性衰变综合测定的地球年龄约为45.5亿年,放射性同位素的衰变大家都知道,没过它的半衰期就会有一半元素衰变成其他元素,那么只要测定这些元素的含量,就能反推出最早是什么时候开始衰变的。

1953年地球化学家克莱尔·彼得森就是利用该办法测定了地球的年龄大约是45.5亿年。后来阿波罗登月后从月面带回的岩石测定年龄为44-46亿年,与这个方法测定大致吻合。另根据主序星演化测定的太阳年龄则比这个时间稍久一些,从太阳系演化规律来看,这并没什么毛病,因此从这一点上来看,地球原生的可能性是极大的。

捕获行星的可能性

从理论上来看,捕获这种说法并不是不存在,但有一点要必须说明的是比如奥陌陌这是一个来自太阳系外的小行星,它在太阳系里逛了一圈之后直接扬长而去,因为来自系外的天体具有的初速理论上和出太阳系的速度是一致的,除非它进入了一个刁钻的引力弹弓加速或者减速的轨道,而这种情况只有在精确修正轨道的条件下才能达到,对于行星这样的天体来说,这基本没有可能。

那么相撞可能吗?我们试想下,如果地球是来自系外的,以它的轨道完全将逃逸太阳系,结果撞上了金星,两个差不多等级的天体,在太阳系内相撞?我们可以肯定这两个碎裂的天体将会很大一部分逃逸太阳系,剩下这部分肯定还能重新形成天体,但这还是捕获的吗?

从这几个可能性来看,尽管存在捕获的可能性,但比起大概率的原生来说,我们还是比较倾向于太阳系内的原生天体,这也和行星诞生理论以及年龄测定,还有太阳系内的行星公转规律相吻合的,在众多的可能性中,我们选择可能最大的那个,这也符合宇宙学原理,当然如果要推翻它,则必须有切实的证据出现。