太阳系中的固态行星、气态行星是怎么形成的？

石球和气球是我们对太阳系行星的形象称呼，其实它们分别代表的是固态行星和气态行星。之所以会有固态和气态的区别，直接的原因就是距离太阳的不同距离所致，它们的形成历史与太阳系早期的状况和发展演化过程密不可分。

星云物质

星云是宇宙间除了恒星和行星外，最常见的一种天体物质组成形态，如果从相关的宇宙照片可以看出，它们的形状千变万化，虚无缥缈，组成了一幅幅美观而又优美的宇宙背景画面。从组成来看，星云是由大量的星际尘埃、氢气、氦气和其它一些电离气体构成，也就是其中充满着微小的固态物质和轻气体。虽然看上去“浓烟滚滚”，实质上这些星云物质的含量比较稀薄，密度非常低，我们之所以能够看到它们，一方面是在非常大的空间尺度上去观察;另一方面是在星云物质之外的物质浓度更低，在恒星光线作为背景下，比较容易看到它们与周围更加空洞的空间的反差。

关于星云物质的来源，目前天文界比较主流的观点认为，它们的来源包括三个方面：

一是宇宙大爆炸释放出的大量星际物质构成了星云主要物质来源。当宇宙大爆炸发生之后，从中释放的原生物质，如氢核和氦核则在宇宙中均匀分布，由于它们之间的引力非常微弱，还远远不能克服宇宙向外扩散的膨胀压力和辐射压，无法汇聚在一起，但是奠定了所有宇宙所有星体和物质形成的基础，包括星云。

二是宇宙的逐渐冷却使星云物质慢慢聚集。宇宙中由大爆炸之后一段时间内的背景辐射是以高能辐射为主，随着宇宙空间在大爆炸能量的推动下逐渐膨胀以后，整体温度也在不断下降，这种高能辐射就会逐渐变为微波背景辐射。氢核和氦核在此情况下，拥有了相应的原子，之间的引力也慢慢地超过膨胀压力和辐射压，在原子相互引力的作用下开始形成许多物质密度较高的区域，原始星云因此而产生。

三是在恒星的发展演化过程中不断积累形成的。恒星在生命周期的晚期，都会在辐射压的作用下发生膨胀，然后又在内核引力作用下发生塌缩，在塌缩过程中，有一些外围物质会继续向外膨胀，形成气壳，构成了恒星周边区域的星云物质。当恒星相继经历白矮星、黑矮星直至消失之后，这些星云物质被保留了下来。

太阳的形成

太阳是宇宙中再普通不过的一类恒星了，但是它的形成和演化过程与其它恒生的产生却是基本一致的，离不开上述星云物质的孕育。在太阳还没有形成之前，其所在的空间区域内，分布着众多由气体和星际尘埃所组成的星云物质，这些星云物质的浓度相对较高。据科学家们推测，这些较为浓密的星云物质，有很大的可能是在此处的“上一任”恒星生命结束之时残留下来的，恒星的残骸以及最后喷射出来的物质，加上此前在恒星引力作用下围绕着恒星运转的众多气体和微小颗粒共同组成这块“生命的摇篮”。

这些浓密的星云物质，在50多亿年受到外界恒星引力波动的影响下(科学家们推测受到较近区域超新星爆发的影响面较大)，组成物质之间开始进行着持续不断地碰撞，使得某些区域的星际物质浓度变得更大，于是形成了质量相对较大的若干核心区域，其中在太阳所在位置，这个区域的空间大小和互相碰撞聚合的物质规模非常大，然后在万有引力和动量守恒定律的支配下，周围更多的气体物质和星际尘埃一部分被吸入这个核心区域，中心质量越来越大，一部分围绕着这个核运转，随时在中心质量增大的过程中，被持续吸进中心区域，在此过程中，不断的碰撞使得核心的温度缓慢升高，形成了太阳的“胚胎”。

当太阳“胚胎”核心区域的温度上升到1000万摄氏度时，便会激发其中组成物质氢的核聚变反应，两个氢原子中的四个质子和中子聚合成一个氦原子，同时释放两个正电子，在此过程中，由于质量发生了一定程度的亏损，从而释放出大量的能量，真正意义上的恒星就此诞生，为整个恒星系注入了源源不断的能量来源。

行星的形成

在太阳形成的同时，其周围一定范围之内的区域，其实也在进行着和太阳形成早期一样的星云物质聚合过程，在太阳系内，应该是形成了众多那样的“核心区域”，都有着较大的质量，都有着许多星际物质围绕其运行的情况。只不过太阳那个核心区域太大了，所吸引的星云物质占据了极大的比重，相对来说，其它区域的“核心区域”规模就小很多。

虽然这些核心区域规模较小，但也持续不断地发生着星际物质的碰撞和聚合的过程，中心温度也越来越高，而且一些核心区域也在引力的作用下进行着“零存整取”，互相之间也有几率相互碰撞和整合，于是逐渐在太阳这个绝对核心的周围，形成了若干个规模相对较大的核心区域，在引基础上产生了温度很高、密度很大的固态行星体，这些固态行星又慢慢演化为各个行星的固态内核。

之所以会最后形成不同类型的行星，原因在于固态内核形成之后，依靠万有引力所吸引周围星际物质的不同所致。刚才提到了，虽然太阳形成的时候，其核心规模很大，所吸引区域星云物质的占比极大，但是在太阳系这一大片区域之内，仍然有一些星云物质没有被其引力所捕获，而是围绕着太阳作周期性的运转，这些星云物质成为了其它行星形成以及壮大的物质基础。

太阳诞生以后，由于核聚变反应，向外释放着大量的光和热，其中就包含着以大量带电粒子所组成的高速粒子流，它们以每秒200-800公里的速度向外辐射运动，这些等离子流被我们形象地称为“太阳风”。在太阳风的“吹拂”下，氢、氦等质量较轻的气体被送到距离太阳较远的地方，于是在太阳系外围的那些行星固态内核，从星际空间中所捕获到的物质，后期都是以气体为主，于是形成了浓厚的大气层，继而在巨大气压的作用下，下部的气态物质被压缩成液态，表面呈现气态，气态行星就这样形成了。而在距离太阳较近的轨道，那些行星的固态内核只能吸引较重的一些元素，逐渐聚合成固态行星。

总结一下

在一个恒星系统中，其行星和恒星基本上是在同一个时间段内形成的。无论是气态行星还是固态行星，它们的起点相同，但过程不尽一致，气态行星的形成，依靠的主要是太阳风的力量，将没有被恒星所吸入的较轻物质中吹到了较远的轨道，然后再凭借行星内核万有引力的努力，将这些较轻的气体吸到了自己的怀抱，从而不断发展和壮大自己的力量，这也是为何在一个恒星系统中，气态行星都是在距离恒星很远的轨道上形成的根本原因。

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