地球一直圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，我們將其公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為“黃道面”，有意思的是，除了地球以外，太陽(yáng)系中的其它行星的公轉(zhuǎn)軌道平面也與“黃道面”相差無(wú)幾，即使是傾斜度最大的水星，也只不過差了7度左右。那么到底是什么力量控制著太陽(yáng)系中的行星，讓它們基本上處于同一個(gè)平面呢？這需要從太陽(yáng)系的演化講起。

根據(jù)“現(xiàn)代星云說(shuō)”，我們的太陽(yáng)系誕生于一團(tuán)由氣體以及彌散狀態(tài)的塵埃組成的星云，其主要成分為氫和氦，除此之外，還含有少量的其它元素以及甲烷、水、氨等物質(zhì)，這被稱為“太陽(yáng)星云”。

在大約46億年前，“太陽(yáng)星云”受到了某種外力的擾動(dòng)，星云的引力平衡被打破，在此之后就開始發(fā)生坍塌，在引力的作用下，其中的氣體和塵埃一邊相互碰撞和吸積，一邊向星云的質(zhì)心移動(dòng)。

在這個(gè)過程中，雖然單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是雜亂的，但是由于大量粒子的相互碰撞不可能剛好抵消整體的角動(dòng)量，因此星云中的大團(tuán)粒子就必定會(huì)在某個(gè)方向上產(chǎn)生凈角動(dòng)量，進(jìn)而在這個(gè)方向上圍繞著星云的質(zhì)心旋轉(zhuǎn)，同樣的道理，“太陽(yáng)星云”這個(gè)整體也會(huì)在某個(gè)方向上產(chǎn)生凈角動(dòng)量并開始旋轉(zhuǎn)。

在三維的空間坐標(biāo)系中，“太陽(yáng)星云”的這種整體旋轉(zhuǎn)被給定在一個(gè)固定的平面，為了方便討論，我們可以將這個(gè)平面稱為“赤道面”。

很明顯，此時(shí)星云中的物質(zhì)并不是全部位于赤道面，在這種情況下，星云中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)軌道就可以分為兩種情況，第一種是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌道就在赤道面上，第二種則是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌道與赤道面存在著傾角，在這種情況下，運(yùn)行在這種軌道上的物質(zhì)就會(huì)在赤道面“上下”穿行。

我們來(lái)舉例說(shuō)明，上圖中的軌道2位于赤道面，而軌道1和軌道3都與赤道面存在著傾角，當(dāng)運(yùn)行在這軌道1和軌道3上的物質(zhì)在赤道面“上下”穿行的時(shí)候，就會(huì)與運(yùn)行在軌道2上物質(zhì)發(fā)生碰撞，同時(shí)還伴有引力作用，從而使物質(zhì)垂直于赤道面的運(yùn)動(dòng)分量被不斷地削弱，其結(jié)果就是將“太陽(yáng)星云”的扁平化。

隨著坍塌過程的持續(xù)，“太陽(yáng)星云”的體積不停地收縮，由于角動(dòng)量守恒，“太陽(yáng)星云”的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)越來(lái)越快（這里大家可以參考一下花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在旋轉(zhuǎn)時(shí)收起了手臂），與此同時(shí)，坍塌還使星云的物質(zhì)密度逐漸增大，引力的作用也因此而越來(lái)越明顯，這無(wú)疑加速了“太陽(yáng)星云”扁平化的進(jìn)程。

也就是說(shuō)，“太陽(yáng)星云”的坍塌是趨向于扁平化的，在這個(gè)過程中，太陽(yáng)首先在星云的質(zhì)心形成，它占據(jù)了整個(gè)太陽(yáng)系大約99.86%的質(zhì)量，其余的物質(zhì)則在太陽(yáng)周圍形成了一個(gè)類似圓盤形的結(jié)構(gòu)，這被稱為“原行星盤”，而太陽(yáng)系中的所有行星都誕生于此。

由此我們可以看到，其實(shí)是“太陽(yáng)星云”的角動(dòng)量控制著太陽(yáng)系中的行星，讓它們基本上處于同一個(gè)平面。

看到這里可能有人會(huì)說(shuō)了，幾十億年前的事情誰(shuí)都不知道，科學(xué)家似乎可以隨便推測(cè)，反正現(xiàn)在也沒有辦法去證實(shí)。

其實(shí)不然，這是因?yàn)殡m然我們目前并沒有辦法回到46億年前，去親眼見證太陽(yáng)系的誕生，但是在浩瀚的宇宙中，可以說(shuō)處于任何演化階段的恒星系我們現(xiàn)在都能夠找到，所以我們只需要對(duì)那些處于演化初期的恒星系進(jìn)行觀測(cè)，就可對(duì)上述理論進(jìn)行驗(yàn)證。

上圖為“阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡”（ALMA）于2014年拍攝到的一顆“年輕”恒星，該恒星被稱為“HL Tauri”，位于金牛座方向大約460光年處，從中我們可以清楚地看到這個(gè)恒星系的原行星盤，以及剛剛誕生的行星在其中蝕刻出的間隙。

除此之外，天文學(xué)家還觀測(cè)到了不少類似的恒星系，比如說(shuō)上圖就是由ALMA望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的20個(gè)原行星盤，盡管這些處于演化初期的恒星系的形狀存在著一定的差異，但是它們總體上都與“現(xiàn)代星云說(shuō)”所描述的一致。所以我們完全可以據(jù)此推測(cè)出，太陽(yáng)系的形成過程也同樣如此。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們，我們下次再見。