從50億年前到500億年後!太陽系的歷史:一個“黑社會”家族的興衰史詩
每當夜晚,我們抬頭仰望天空。我們能看到夜空中的各大行星都在有規律地繞著太陽運行。整個太陽系看起來似乎非常美好和平靜。如果你也是這麼認為的,那麼,恭喜你,你成功地被現在的太陽系所期騙了。就像是電視劇《狂飆》中的高啟強一樣,偽裝得非常好,安欣一度以為他是好人。其實他是黑社會老大,但再好的偽裝也騙不了掃黑組。同樣現在太陽系的祥和平靜卻騙不了科學家的慧眼。
其實太陽係有著非常黑暗的過去。整個太陽系的歷史堪稱是一個黑社會家族的興衰史詩。是一個關於權力的鬥爭、兄弟姐妹競爭、貪婪和極端暴力的史詩故事。
今天我們就來講講太陽系的“黑社會歷史”。我們先從黑社會老大——太陽的崛起講起。
【太陽系歷五十多億年前——太陽系元年】
每個黑社會老大的崛起都有一個契機的起因。就如《狂飆》中的高啟強崛起的契機是因為被唐家兄弟欺負後進派出所並結識安欣一樣。
太陽的崛起的契機是在五十多億年前,圍繞銀河系運行的人馬座矮星係向銀河系帝國發起了“進攻”。
然而,這個人馬座矮星系顯然低估了銀河系帝國的實力。很快,它的進攻被銀河系強大的軍事實力平息了下來。
雖然這次進攻沒有對銀河系造成什麼破壞,但卻對銀河系中的百姓——星雲產生了震動。這個震動導致了銀河系的旋臂產生了漣漪。
銀河系旋臂的漣漪
漣漪觸發了死亡恆星遺留下來的氣體和塵埃開始聚集在一起,並瘋狂地引發了恆星的形成。
那些死亡恆星遺留下來的氣體和塵埃就好比是前黑社會老大覆滅後遺留下來的資源一樣。就像《狂飆》中高啟強繼承了前黑老大白江波和徐江的資源一樣。
有了這些資源,再加上人馬座矮星係與銀河系的碰撞的契機,於是太陽就順勢崛起了。
當然人馬座矮星系和銀河系的碰撞是否是引發太陽形成的原因,科學家們也不是很確定,但時間確實吻合的。
那麼,為什麼說,太陽的崛起是建立在死亡恆星遺留下來的氣體和塵埃上的呢?因為有證據。證據來自隕石。
隕石是來自遙遠過去的太陽系碎片,從那時起它們就一直保持不變。所以它們就像小的時間膠囊,就像是太陽系形成之前的化石。
2020年,科學家們研究了在澳大利亞默奇森發現的一塊隕石中的古老物質。默奇森隕石含有被稱為“前太陽顆粒”的微小晶體,其誕生時間早於我們的太陽。
默奇森隕石
前太陽顆粒
前太陽顆粒是由巨恆星內部形成的矽等元素組成。當這些恆星消亡時,它們會噴出巨大的氣體雲和塵埃顆粒。事實上,確切地說,把“前太陽顆粒”稱為“星塵”可能更貼切一些。因為這些物質是由已經不存在的恆星形成的。
科學家們發現,默奇森隕石含有來自至少46顆不同恆星的顆粒。所以,默奇森隕石告訴我們:
聚集在一起形成太陽系的物質起源於幾十顆不同的恆星。這些恆星消亡了,所有這些物質都被吹了出來,然後形成了這個巨大的氣體和塵埃雲——星雲。
【太陽系歷四十六億年前】
在銀河系的一個寂靜的角落,被垂死恆星的物質播種的部分星雲,在人馬座矮星係與銀河系的碰撞產生的震動後,密度越來越大。
隨著氣體雲的坍縮,它變得越來越熱,旋轉越來越快,在它的中心形成一個緻密的核心。核心就是原恆星,也就是後來的太陽。
原恆星吸引了越來越多的氣體和塵埃,形成了一個圍繞它旋轉的物質區域,稱為原行星盤。
隨著太陽質量的增加,它受到引力的壓縮,所以核心變得越來越熱,越來越熱,最終在核心處核聚變被點燃了,新的老大產生了。
我們的太陽——黑社會新的首領立刻展現出兇猛的本性。它會噴射出增壓輻射。早期的太陽不是我們今天在天空中看到的平靜、發光的球體——它要混亂得多。
就像是一個暴虐的黑老大粗暴的虐待他的手下一樣,將物質從表面噴發而出,並將其發射到我們所說的太陽風中。粒子風暴以每小時100萬英里(約160萬公里)的速度飛馳而出,它會撞向原行星盤,把氣體吹走。
那些氣體原本是追隨老大闖天下的功臣,現在老大已經獲得了他的地位,為了防止那些“功臣”篡位,所以他要把這些“功臣”發配到邊遠地區去。
在太陽黑老大崛起的同時,太陽的小弟們也在發展自己的地盤和實力。其中木星發展的速度最快。
太陽系的原行星盤只能持續大約500萬年,如果太陽把所有氣體雲全部吹走了,行星們就無法壯大自己的實力了,所以木星為了快速地發展,不管是星子,塵埃還是氣體全都來者不拒。
關於木星是如何能夠成為太陽系最大的行星,答案來自朱諾號探測器的考察結果。
朱諾號調查木星的核心時,發現木星的核心是模糊的,在堅硬的岩石和氣態大氣之間沒有明顯的界限。從核心到表面,是一個從岩石和冰到氣體的逐漸過渡。
這種從岩石冰芯到氣體的模糊轉變表明,年輕的木星並沒有單獨吞噬星子和氣體,而是將氣體、冰和岩石一口全部吞掉。
木星在發展自己的實力的同時,其他行星也在發展壯大。但由於他們所處的位置不同,也就導致了發展的方向不一樣。
在太陽系內部,由於這裡的氣體基本上已經被剛形成的太陽給吹走了,所以他們只能形成像地球一樣的岩石行星。
土星與木星在差不多的區域,所以他與木星一樣,是氣態巨行星。
而在太陽系的更外圍,在這裡,氨和甲烷開始變成冰,天王星和海王星主要是由這些固體冰形成的,所以它們被稱為冰巨星。
【太陽系歷太陽形成100萬年後——太陽系的春秋時期】
此時的木星已經是行星中當之無愧的老大了,然後他並不滿足於此,他還要獲得更大的權力,它開始採取行動了。
這顆巨大行星的引力在原行星盤中產生螺旋波,這些波拖拽木星使其減速,所以木星在繞太陽運行的軌道上,運行的速度變慢了。然而當他慢下來的時候,他就會向內向太陽移動,距離太陽就會越來越近。
當這麼一個龐然大物向太陽系內部進發時,勢必會給太陽內部帶來混亂。
本來太陽系內部的岩石行星非常有規律地在繞著黑社會的老大——太陽運行著。突然不速之客“木星”闖了進來,一下子把這個規律給打破了,就好像在汽車拉力賽上宛然闖進一輛大型卡車。
這些小的岩石行星的軌道會變得非常混亂,於是行星之間的戰爭一觸即發。
至於這個期間到底發生了多少行星之間的戰爭,由於年代實在太過久遠,已經無法知道了,那個時候沒有歷史事件的記錄者。
不像我國歷史上,春秋期間,有個叫孔子的聖人,記錄春秋時期發生的歷史事件,就是中國古代儒家典籍之一《春秋》。
既然那個時候沒有“史官”,那麼科學家們是如何知道那個時候發生了“星球大戰”的呢?
我們往往善於認識到別人的優缺點,卻往往無法正確認識自己。對於我的太陽係而言,也同樣如此。
在非常長的一段時間裡,科學們一直以為系外恆星係與太陽系應該是類似的。然而當科學們有能力探索系外行星時,才發現系外的恆星係是如此的不同。
我們知道,我們的太陽系沒有超級地球,但科學們發現大約40%的外恆星系中,至少包含有一個“超級地球”,這些東西隨處可見。
為什麼我們的太陽系沒有超級地球?這個問題困擾了科學們很長時間。科學家們在研究小行星時發現了線索。
有一顆名為普賽克的小行星,它在小行星帶中運行。小行星帶是火星和木星之間的岩石天體帶。
小行星普賽克
小行星普賽克之所以與眾不同,並不因為它是一個迷人的世界,而是這個小行星幾乎完全由金屬,鐵和鎳組成。
經過研究,科學家們認為,普賽克是一個已經毀滅的星球的核心,可以把普賽克想像成一顆像堅果的金屬核,它的外殼在一次巨大的碰撞中被打碎了。
小行星帶到處都是類似的碎片,就像是黑社會謀殺現場的血跡,它指向了太陽系早期發生的嚴重罪行。
科學們認為曾經有幾十個,岩石原行星圍繞著年輕的太陽旋轉,現在只有四個了。
那麼這場殺戮的幕後兇手是否一定是“木星”呢?線索來自遙遠的恆星系中。科學們發現的第一個圍繞太陽這樣的恆星運行的系外行星竟然是像木星一樣的氣態巨行星。這讓科學們感到非常震驚。
這些是和木星一樣大或更大的行星,但它們的軌道非常靠近它們的恆星。科學家們形像地稱這些行星為“熱木星”。
當年輕恆星形成時它吹走了所有離它很近的物質,所以沒有任何東西可以在那裡形成這麼大,離恆星這麼近的行星。
那麼這些“熱木星”怎麼會在哪裡的呢?
長期以來,科學們一直認為行星是在我們今天看到的地方形成的,但這些熱木星不可能在那裡形成,它們肯定是從更遠的地方遷徙過來的。
也就是說,行星的軌道是會遷徙的。既然系外恆星的行星軌道會遷徙,那麼太陽系的行星軌道是否也會遷徙呢?
沒錯,在黑社會家族般的太陽系誕生100萬年後,第二老大木星開始了奪權行動。
由於木星的闖入,導致太陽系內容的岩石行星們爆發了史詩級的“行星大戰”。原本太陽內部有幾十顆的岩石行星,經過了這個時期後,一下銳減到二十幾顆。
這些戰爭堪比我國歷史上的春秋時期,所以筆者把這個時期形像地稱之為“太陽系春秋時期”。
【太陽系歷太陽形成300萬年後——太陽系的戰國時期】
太陽誕生後300萬年,大約有20顆新生行星在木星對太陽系內部的洗劫中倖存了下來。如果木星繼續向太陽系內部進行奪權行動,那麼,太陽系內部的岩石行星將會被徹底屠殺乾淨。也就不會有後來的水星、金星、火星,當然也就不會有地球了。
那麼是誰讓木星停止了殺戮呢?答案是土星。
隨著木星進入太陽系內部,土星也成長起來並開始步木星的後塵入侵太陽系內部。然而當他進入後發現,太陽系內部已經被木星搞得亂七八糟了,沒有什麼“油水”可撈了。
於是“狡猾”的土星似乎對木星說:“老兄,別再深入了,你看看別的恆星黑社會的那些熱木星,恆星老爺子天天向他們發火。這樣的日子你想過?不如你和我一起到郊外去,那裡才是我們一展宏圖的大好地方!”。
木星一聽,有理,於是土星與木星促成了一筆交易,他們逆轉了原來的遷移行動和太陽系外部進發。
土星生成得晚,之所以他可以趕上木星,是因為,他比木星的質量小,所以向內移動的速度更快。
追上木星後,他們彼此之間陷入了複雜的軌道舞蹈中,他們的宇宙探戈將氣體從圓盤中剝離出來,為土星和木星向外移動掃清了道路,並逆轉他們的遷移。
所以土星就像是一個拖車,拖著木星回到太陽系外,來到我們今天發現他們的地方。
那麼隨著木星與土星向外遷移,太陽系內部是否就恢復了平靜呢?然而並不!大屠殺還沒有結束。
此時的太陽系內部非常混亂,來自木星的引力相互作用非常嚴重,一切都很亢奮、瘋狂,軌道失去控制,物質相互作用,發生巨大而激烈的碰撞。
這個時期的太陽系內部非常像我國歷史上的戰國時期,禮崩樂壞,各個國家之間的戰爭更加激烈。
至於太陽系內部到底發生了多少星球大戰,科學們同樣無法知道。但根據天文學的各種研究資料,科學們認為有三大戰役是比較可信的。
【戰役一:地球的忒伊亞戰役】
地球在很久以前被另一顆相對較大的行星撞擊,科學家們稱那顆行星為忒伊亞。
它以每小時25000英里(約40000多公里)的速度撞擊地球。這次撞擊摧毀了忒伊亞,幾乎毀滅了地球。這次戰役是地球歷史上最大的戰役,是關於地球生死存亡的戰役。
科學家們普遍認為,6500萬年前一顆小行星撞擊地球,導致恐龍滅絕的事件。然而與這次戰役的撞擊相比,那簡直就是小巫見大巫。
整個地球的內部被翻了出來,它的表面是全新的,是熔融的,並且還在下雨。確切地說——熔岩像雨一樣從天上掉下來。
地球身受重傷,但倖存了下來,來自忒伊亞的物質與地球岩石混合形成了一個更大的行星。從地球表面噴射出了大量的物質,這些物質最終結合形成了地球的一個新的伙伴——月球。
這一理論現在可能成為事實,因為科學們在地球表面深處發現了兩塊巨大的岩石,與周圍的地幔岩石相比這些巨大的岩石塊有不同的密度和成分。
2021年的一項新研究表明它們不是來自地球,我們地幔深處的這些密集的物質團可能是忒伊亞的遺跡。
地幔深處兩塊巨大的岩石
【戰役二:金星停轉戰役】
金星是一個比較奇怪的行星,他的奇怪之處在於,它實際上是以相反的方向旋轉的。其他行星都是向右旋的,從西到東,金星卻是從東到西。而且金星的旋轉速度非常慢,它比地球慢243倍。
科學家們認為,金星之所以會這樣,是因為當時一個很大的原行星胚胎幾乎和金星本身一樣大,幾乎正面撞擊金星,正好以直角停止旋轉,使其減速,甚至實際上略微逆轉他的旋轉。
也就是說,這次停轉戰役過頭了,導致金星反向旋轉了,雖然轉的速度很慢。
【戰役三:水星的“長平之戰”】
在我國歷史上,戰國時期的趙國遭遇了長平之戰。這次戰役導致這個原本可以與秦國相抗衡的趙國元氣大傷,加速了秦國統一中國的進程。同樣,這一時期的水星也遭遇了像“長平之戰”這樣慘烈的戰役。
在科學家們的眼中,水星似乎一直是一個有點奇怪的行星,因為它真的有點像一顆砲彈。與地球的其他部分相比,它有一個巨大的內核,周圍卻只有很少的岩石。
問題是,怎麼會有這麼大的地核,而地幔和地殼卻很少?
科學家們認為,水星猛烈地撞擊了另一顆行星,水星的外層,也就是它的岩石地幔,在這次撞擊中被炸飛了,只留下這顆行星密集的鐵砲彈核心。
由於反作用力的緣故,水星被彈了回來,然後落在現今水星的軌道上,靠近老大太陽。
雖然水星現在日子很不好過,每天都要受著老大太陽的火爆脾氣,但至少他還活著。
【逃過一劫的火星】
經過六千萬年的太陽系內部早期動亂時期,太陽系內部,最後只剩下了四顆類地行星,他們分別是:水星、金星、地球和火星。
然而,科學家們發現,火星比它的鄰居金星和地球更古老,也更小。
在這種情況下,有一種解釋火星的方法:
火星是最初的20或30個行星胚胎或原行星之一,它倖存了下來。它避免了行星形成過程中巨大撞擊階段的激烈戰役。
火星坐在戰場邊緣,離戰場足夠遠,安全地遠離物理傷害。也就是說,他逃過了一劫。
但火星並不“富裕”,因為木星經過了他的附近,把他附近的物質都捲走了。火星沒有足夠的“兵馬”可以招收,所以火星很弱小。
【太陽系歷太陽形成500萬年後——木星土星重建地盤期】
太陽誕生500萬年後,木星和土星到達了與天王星和海王星相同的空間區域。剛開始,這四個行星相安無事,他們的軌道處於穩定的邊緣。
在早期太陽係有一件事幫助他們穩定下來。那就是在這個由氣體和塵埃組成的雲團即原行星盤中的氣體,他們會使行星減速,從而使它們遷移,但也會穩定他們的軌道。
這些氣體可以起到阻尼效果,讓行星不會偏離它們穩定緊湊的軌道太遠。
然而這樣的狀況是短暫的,因為黑社會老大太陽非常不喜歡這些氣體,他一直在持續不斷的把這些氣體吹走。一旦這些氣體全都被吹走後,木星與土星將會撕下善良的偽裝,並開始另一場犯罪狂歡。
當失去了氣體的阻尼作用後,木星又可以為所欲為了,並且這一次還有一個大跟班——土星。
木星與土星這兩個氣態巨行星狼狽為奸,開始擾亂天王星和海王星的軌道,他們被推來推去。
天王星和海王星的軌道變得越來越不穩定,最終來自木星和土星的引力將這些冰巨人推向太陽系的外圍。
【太陽系歷40多億年前——木星土星稱霸期】
當這些冰巨人推向遷移時,天王星遭受了暴力的撞擊。至今天王星還留有創傷的傷疤。
天王星在繞著太陽轉,但它的旋轉軸不是筆直的向上或向下,而是傾斜的,所以它的極點或多或少指向太陽,而不是向上或向下。
最近的研究表明,一次巨大的撞擊導致了天王星的奇怪方向。
40多億年前,一個巨大的冰質物體以掠擊的方式撞擊了這個冰巨人,星球開始翻倒,然而,攻擊者繞過來第二次撞向天王星。這前後兩次的重拳將冰巨人擊倒在地。
天王星的第一次撞擊
天王星的第二次撞擊
碰撞原因的線索來自海王星的衛星,海衛一。
海衛一的奇怪之處在於,它繞海王星的軌道是錯誤的,對整個太陽係來說都是錯誤的。
其他所有的天體都朝著一個方向運行,而海衛一卻朝著另一個方向運行。另外,海衛一的組成與海王星軌道上的情況略有不同。它的顏色,密度,都有一點偏差。
科學家們認為這意味著,海衛一可能不是在那裡形成的。另外,科學家們在矮行星冥王星上找到了海衛一起源的線索。
冥王星位於柯伊伯帶中,柯伊伯帶是海王星之外由數百萬個冰天體組成的環帶。
科學家們發現,海衛一與冥王星的組成非常相似。在海衛一上有氮冰,一氧化碳冰還有二氧化碳冰。這些和科學家們在冥王星上看到的冰是一樣的。
這種相似的化學成分錶明冥王星和海衛一形成於同一個地方,一個古老的冰天體帶——跨海王星帶。
當這顆巨大的行星的軌道失控時,天王星和海王星就會被拋到海王星外的圓盤上,這就像一個巨大的保齡球進來,把左右兩側的保齡球擊飛。
混亂隨之而來,各種碰撞是不可避免的。其中一次碰撞將天王星撞倒,另一顆小行星飛向海王星身邊,成為了衛星,即海衛一。
而其他穿越海王星的天體,向外分散,形成了柯伊伯帶。這場行星保齡球比賽的震動傳播得非常遙遠。
柯伊伯帶就是木星與土星在太陽系外圍為非作歹的物證。
如果你以為木星與土星的破壞行動也就只有這些了,那麼你太天真了。
【木星與土星的“弄拙成巧”】
隨著木星、土星和天王星、海王星之間的紛爭,導致了“間接傷害”。在太陽系的外圍有大量冰冷的星子,當天王星、海王星被木星、土星驅趕到太陽系的外圍,就像掃雪機衝破雪堆一樣,把這些冰冷的星子散佈在太陽系各處。
他們向太陽的各個地方拋出了數百萬個冰冷的天體,有一些,比如穀神星,停留在小行星帶,其他一些會繼續撞擊內行星,包括地球。
巨大的小行星,彗星像雨點一樣向我們地球落下,整個地球表面再次融化。而且這樣的撞擊幾乎每月都會發生一次。
這種衝擊持續了3000萬年!它粉碎了地球表面。此時的地球完全就是地獄。
也許木星與土星看不得太陽系內部的行星過著平靜的生活,要以這種方式來搞破壞。
然而另人意想不到的是,這種破壞行動卻給太陽系內部的岩石行星帶來的豐富的化學物質。尤其的地球,經過3000萬年的持續轟擊,讓地球充滿了水和生命的元素,為地球創造出生命提供了堅實的基礎。
當然這時候的地球完全就是一個地獄,到處都是非常熾熱的岩漿,它不僅溫度極高,而且還沒有大氣層。而且在那個時候,地球表面還沒有液態水。
早期地球表面想像圖
早期地球不可能有生命存在,如果要開啟生命地球必須冷卻下來,形成新的大氣層。
地球利用大轟炸帶來的物質形成了第二層大氣層,所有這些揮發物比如水和有機物質等被納入地殼之內,然後火山噴發把所有這些物質噴發出來形成了一層非常厚的氣體。這種新大氣層的成分主要是水蒸氣、二氧化碳和氮。
在接下來3000萬年的時間裡,地球冷卻下來,形成了固體表面。
【太陽系歷43多億年前——生命元年】
此時,地球剛剛形成了2億年,數万億加侖的雨水傾瀉而下,一場持續有數万年之久特大暴雨。這些雨水落在地表,最終填滿了我們的海洋,海洋從岩石和大氣中吸收生命形成的化學物質,創造了原始的湯,生命可以開始了……
縱觀太陽系歷史的過去,是一系列相互關聯的暴力事件,這些暴力事件中,有很多是足以毀滅地球的事件,然而地球成功地躲過了,或許其中一些可能只是運氣使然。
所以,作為我們人類,我們能在這裡已經很幸運了,在宇宙的機會遊戲中地球成最後的贏家。
在地球成為生命家園的同時,地球的鄰居金星與火星,同樣受到了小行星、彗星雨。為什麼他們沒有像地球一樣成為生命的家園呢?
現在的金星是一個炙熱而充滿敵意的世界,表面溫度超過800華氏度(約420攝氏度)。足以把鉛給熔化。
第一批降落在金星上的探測器只工作了一會兒,然後就像罐頭一樣被壓碎融化了。金星表面的大氣壓力是地球表面的90倍。更糟糕的是,金星的大氣是有毒的、酸性的和腐蝕性的。
然而新的氣候模型表明,40億年前,金星與我們今天看到的行星非常不同。這些模型表明,在過去,金星實際上有一個較低的表面溫度,和一個更好的適合居住的環境。
金星曾經有一個更薄的大氣層,更像今天地球的大氣層。氣候應該也是非常冷的,因此,金星表面甚至可能有液態水,也許金星上有海洋,就像我們今天在地球上看到的那樣。
所以科學家們把金星稱之為地球的雙胞胎星球。曾經的金星同樣為生命的開始提供了合適的條件。
至於火星呢。我們知道,現在的火星是一片冰凍、貧瘠的荒地。他非常寒冷,一方面是離太陽更遠,另一方面是沒有很厚的大氣層。所以很難保持熱量,再加上極低的大氣壓,這意味著表面上的任何液態水都會蒸發掉。
然而,最近對火星的調查揭示了一個非常不同的星球,曾經能夠支持生命。
火星曾經有水存在的線索來自於金星上乾涸的湖床和河床。在火星上可以看到大量河道和排水系統,科學家們認為形成這些的唯一方式就是降雨。
火星過去一定有云和雨,還有沉積物和礦床,只有在液態水存在的情況下才能形成。科學家們計算出火星表面曾經有500萬立方英里的液態水,這足以容納一個比地球北冰洋還大的海洋。
既然火星曾經有海洋,那麼必須有厚厚的大氣層。那麼為什麼現在火星只有非常薄的大氣層呢?
最近環繞這顆紅色行星的MAVEN火星探測器發現了證據:火星正在迅速失去大氣層,以每秒四分之一磅的速度被太陽風給剝離大氣。
MAVEN火星探測器
根據火星大氣層的損失率,科學家們推斷出火星的大氣層在過去和地球一樣厚。有了更厚的大氣層,火星就能更有效地保留熱量,大氣壓力也會增加,這就允許液態水存在於表面。
迄今為止,科學家們對火星的所有研究都告訴我們,他曾經絕對是一個適合居住的世界。
所以在40多億年前,在猛烈轟炸後,金星、地球和火星表面都有水——也許他們三個都適合生命存在。
然而這個適宜居住的黃金時代是短暫的。
【太陽系歷37多億年前——金星、火星被剝奪宜居環境】
作為太陽系的老大,太陽的脾氣一向很大,他一直在不斷地向“古惑仔”星球們吹著太陽風。
太陽風是太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流,猛烈地轟擊著太陽系內部的岩石行星。行星上的大氣受到攻擊,則會迅速地從星球上剝離出去。
幸好,地球有一個天然的盾牌——磁場。有了磁場的保護,地球的大氣安然無恙。而火星則沒那麼幸運了。
火星曾經有一個強大的全球磁場。岩石年代測定法告訴科學家們,火星磁場在45億年前是活躍的。年輕的火星仍然有一個很熱的內核,內部有大量的對流,這些對流就會產生一個全球磁場。
然而,由於木星曾經造訪過火星的軌道附近,他偷走了原本屬於火星的大部分物質。所以火星比較弱小,小就意味著散熱很快。小火星冷卻了下來,所以,當火星內核冷卻時,內核中的對流速度會減慢,直到不會產生磁場。
一旦火星上的磁場被關閉,那麼,對大氣層的保護就結束了。
37億年前太陽攻擊著毫無防備的火星,隨著時間的推移,太陽風猛烈地轟擊它並迅速地將其大氣中從星球上剝離。沒有了熱的“毛毯”,火星表面結冰,大氣壓力驟降,地表水逐漸蒸發甚至蒸發掉。於是火星不再“宜居”。
至於金星,他也遭受了氣候災難。科學家們觀察到現在的金星表面沒有像其他行星那樣遍布隕石坑,他的表面都非常年輕。
科學家們推斷:金星的地殼非常厚,它不像地球那樣有板塊在移動,就像是一個蓋子覆蓋在星球上。當內部的壓力越來越大,越來越大,直到砰的一聲,一下子釋放出來,金星的整個地殼被掀翻了,內部的岩漿重新浮出表面。
這種重新浮出表面的過程持續了數百萬年。火山活動釋放出大量氣體,如此大規模的全球性火山活動,會在金星大氣中釋放大量的大量二氧化碳。這種巨大的氣體釋放可能引發了金星的氣候變化。二氧化碳在金星大氣中積聚吸收了來自太陽的熱量。
一旦金星上的氣候開始變暖一點,海洋的蒸發量就會增加,而大氣中的水蒸氣本身就是溫室氣體,氣候變得更加溫暖。於是惡性循環開始了,並最終使得金星變成了現在的樣子。
【太陽系歷30多億年前到現在——秩序與和平的年代】
在經過了一系列太陽系早期的各種動亂後,太陽系終於引來的秩序與和平的時期。
當然這期間也偶爾有一些小摩擦,比如38億至41億年的後期重轟炸期;6500萬年前的白堊紀末期,一顆直徑10公里相當於一座中等城市般大的巨石從天而降,導致了恐龍大滅絕;1994年的蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星的彗木相撞事件。
雖然這些事件對於我們人類來說,絕對是大事件,但對於整個太陽係來說,只能算是小摩擦而已。
所以目前太陽系和諧地生活著,這樣秩序與和平的時期還會這樣持續很長一段時間……
然而沒有什麼是永恆的,黑社會老大會變老,變胖,變刻薄。這意味著,太陽系的好日子到頭了。
【太陽系歷50億年後——太陽系的行星的末日】
此時的太陽,氫將會耗盡。沒有氫燃料,聚變就會停止,核心崩潰並重新點燃,開始聚變氦。所有這些聚變釋放的能量導致恆星向外膨脹,成為一顆紅巨星。紅巨星就像一個憤怒的老流氓,它膨脹而好鬥,攻擊內行星。
當太陽變成紅巨星時,水星和金星將被太陽吞沒,他會燒毀兩顆行星,接下來就是地球。
那麼地球是否能逃脫被吞沒的厄運呢?
宇宙扔給了我們一根救命稻草。隨著太陽向外膨脹,進入紅巨星階段,它的質量會逐漸減少。紅巨星釋放出氣體,就會失去質量,它的引力也在減弱。
所以這意味著太陽對圍繞它運行的行星的控制將會減弱。於是行星們開始遠離太陽,就好像他們在躲避瘟疫一樣躲避高溫的太陽。
地球和火星能跑得過擴張中的紅巨星嗎?這是一場比賽!地球的最終命運還不清楚,地球有可能還是會被太陽的大氣層完全吞噬。不過對於地球來講,即使地球沒有被太陽直接吞沒,也不會有什麼好日子了。
因為太陽離我們非常非常近。想像一下,有一種熾熱的、發光的東西覆蓋了天空,地球會被熔化,事實上很多東西會蒸發。反正沒有人會想待在這個星球上。很明顯,生命不會在地球上生存。
未來成為紅巨星的太陽接近地球時的景象
至於火星,他領先一步,逃過了徹底的毀滅,但他會被炙烤,會成為一個熔化的星球。
那么生命還有可能在太陽系存在嗎?
科學家們認為,太陽的紅巨星階段,最初可能會給外太陽系的生命帶來新的機會。
現在,外太陽係被鎖在冰中,但當我們的太陽變成紅巨星時,它會變得明亮得多,它會使外太陽系升溫,會改變氣體巨星冰冷的衛星。
分別圍繞木星和土星運行的,木衛二和土衛二目前都是冰凍星球,它們有冰冷的外殼,據信在這些外殼下面有液體海洋。
科學家們認為,這些地下海洋可能孕育著生命。隨著溫度的升高,它們冰凍的外表會融化,它們會完全變成海洋世界。
任何已經在它們的海洋中進化的生命形式,都將有一個全新的可能性世界向他們敞開。如果那裡還沒有生命,那麼它肯定有機會進化。我們可能會在太陽系外的其他天體上發現生命爆發式發展。
但這種新生命的爆發可能是短暫的,這顆紅巨星的體積將增長到目前的250倍以上,隨著太陽的不斷膨脹,這些新的海洋世界會變得越來越熱。所有的水都會越來越熱,最終所有的水都會蒸發掉。這就意味著,任何新的生命都會消亡。
但在太陽系最遠的地方,生命的情況要好一些。在太陽變成紅巨星的過程中,倖存下來的關鍵基本上是距離。
離太陽越遠,狀況就越好。所以到那時候,最好的地方可能是遙遠的矮行星,比如冥王星。
這些天體可能成為太陽系中最像地球的天體,意味著這些可能是我們人類的救生艇。
雖然,它們不會有可呼吸的大氣,也不會是適合居住的地方,但是,你懂的,那時候的地球基本上會被烤焦,所以,你還有什麼選擇呢?
人類可能會把溫暖的外太陽系天體作為通往新家的墊腳石。
【太陽系歷60億年後——太陽的末日】
六十億年後的未來,黑老大太陽對行星們的攻擊結束了,膨脹的紅巨星死亡,釋放出一股能量,將恆星的外部區域以及蒸發的行星殘骸,炸向太空深處……
所有這些遺留物質等待著準備建造新的恆星和行星。這些遺留物質是被稱為行星狀星雲的美麗彩色的氣體面紗和倖存的行星。
在中心,是太陽的殘骸——白矮星。比太陽小得多,這顆白矮星的質量約為太陽原始質量的一半,大小與地球相當。
稠密的白矮星不燃燒燃料,所以它不會產生能量。太陽系已經冷卻了,我們將會看到從外太陽係到內太陽系的凍結現象——從冥王星開始,然後是環繞土星的土衛二,再然後是繞木星轉的木衛二,最後是火星。所有這些星球的表面會變成非常冰凍的金屬和岩石世界。
此時的太陽,質量只有現在的一半,這意味著引力是現在的一半,所以在軌道上的行星會向外移動。
這些外行星在太陽變成紅巨星的過程中,倖存了下來,他們現在的軌道比以前大了很多,達到了原來的兩倍。
我們是銀河系的一部分,科學家們最保守的估計,大約有1000億個像我們這樣的太陽圍繞著我們的星系運行。
科學家們認為,每隔2000萬年就會有一顆恆星經過,近到足以影響這些行星的軌道。
所以在遙遠的未來,我們的太陽是一顆白矮星,因為我們的軌道更大,物體移動得更慢,我們更容易受到經過恆星的影響。
你可以想像,這就像船在海洋中相互擦身而過,當一艘船擦身而過,產生的波浪會把另一艘船撞來撞去。
經過的恆星會給行星輕微的推動,輕輕地踢一腳,巨大的行星會進入一個混亂的階段,除了木星之外的一切,都將被拉出太陽系。
【太陽系歷500億年後——太陽系的消失】
此時,白矮星太陽將會冷卻到不再輻射,就變成了科學家們所說的黑矮星。這基本上就是一個由氧和碳組成的恆星的燃盡外殼。它可以形成碳晶體,我們稱之為鑽石。
所以可以把黑矮星想像成太空中的鑽石,一顆注定要在銀河系中永恆遊蕩的宇宙寶石。
我們的太陽系在混沌中形成,在行星和太陽的合作中成長,最終在暗淡中消亡。
木星也會被其他經過的恆星的引力拉離“太陽”拋向星際空間,木星就會變成一顆流浪行星。
但在銀河系的某個地方,一個新的黑社會恆星係可能會從我們自己的灰燼中崛起……
我們在宇宙中看到的一個趨勢是毀滅導致創造,我們的恆星終有一天會消亡,但這一事實並不意味著任何事情的結束,這是新事物的開始。
在未來,宇宙只會變得更複雜、更有趣,我們會發現宇宙的變化到底有多大。