太阳系是如何形成的

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太阳系是如何形成的
目前是星云说占主流观点.详细的资料请参考百度百科

太阳系的形成过程
太阳系的形成和太阳自身演化密不可分，太阳的形成要经历三个时期五个过程，即星云时期、变星时期和主序星时期，五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程，而行星的形成仅仅是太阳演化过程中的副产品，也就是太阳演化到某个阶段才形成了行星和卫星等天体。这是个非常复杂的演化过程，既有规律性，又有特殊性，还有偶然性，本文只略述太阳系的形成过程，不作理论...

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太阳系的形成过程
太阳系的形成和太阳自身演化密不可分，太阳的形成要经历三个时期五个过程，即星云时期、变星时期和主序星时期，五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程，而行星的形成仅仅是太阳演化过程中的副产品，也就是太阳演化到某个阶段才形成了行星和卫星等天体。这是个非常复杂的演化过程，既有规律性，又有特殊性，还有偶然性，本文只略述太阳系的形成过程，不作理论推导和复杂的数学计算，只给出计算的结果。
1．星云时期 （包括冷凝收缩过程和快引力收缩过程）
太阳系是银河系的一部分，距银心2.5万光年，在猎户旋臂附近，太阳带领她的大家族以250公里/秒的速度绕银河中心旋转，周期约2亿年，50亿年之前若干亿年太阳系原始星云就在这个位置上。她是巨大的银河系原始气体云团（即星际云）冷缩断裂后分离出来的一小块星云，有初始速度和一定温度（不是高温），星云直径约3000天文单位，其实星云没有明显的边界，是个弥漫的氢气团，密度很低，约10_17克/厘米3，星云质量是太阳质量的1.5－2倍，温度在300K以下，有自转，但很慢，几乎和公转同步，星云主要成分是氢，占71%，其次是氦占27%，其它各种元素占2%，这里面包括从超新星爆发飞来的重元素和金属物质，还有挥发性物质和尘埃等。太阳系原始星云绕银河系中心运转，一开始就有角动量，在冷凝收缩过程中自转加快，就使自转不再与公转同步，又由于星云内侧和外侧到银心距离不等，在绕银心做开普勒运动时形成速度梯度，里快外慢，出现较差转动，星云在银心的潮汐力作用下发生湍动，并形成大大小小的涡流，各个涡流之间相互碰撞和兼并，又形成大的涡旋，最后形成一个更大的中心旋涡，由于星云继续缓慢的冷凝收缩，旋涡自转速度逐渐加快，大量物质开始向旋涡中心汇聚，致使中心区物质密度增大，引力增强，形成中心引力区，于是物质又在引力作用下加快向中心旋落，星云的冷凝收缩逐渐被引力收缩所代替，这时星云已由原来的3000天文单位缩至70天文单位，大约经过几十亿年的时间，其间星云体温度下降到几十K，物质损失较大，部分物质散逸到宇宙空间。
随着星云中心引力区的增强，加快了物质向中心旋落，形成了星云坍缩，进入快引力收缩过程。在星云内部物质从四面八方沿着涡旋方向迅速向中心下落，形成粗细不同的螺旋线式的物质流，星云也逐渐拉向扁平，形成阔边帽式的园盘，螺线状的物质流逐渐演变成四条旋臂，只要角动量不足就不会形成圆环，只能形成旋臂。从正面看犹如缩小的银河系，成旋涡结构，从侧面看类似NGC4594天体（M104），在平行总角动量轴的方向上收缩不受限制，坍缩迅速，增加的引力势能转变为物质的内能，而在赤道平面上收缩受到限制，这是因为受到离心加速度的作用削弱了引力，使收缩缓慢，才形成中央凸起四周扁平的带有旋臂的园盘，从总体看星云仍在继续收缩，角动量仍然向旋臂和中心区转移，当内旋臂收缩到距中心5.2天文单位时，转速逐渐达到13.1公里/秒，自转产生的离心力和中心区的引力相平衡，旋臂就停留在这一位置而不再收缩，但中心区的物质继续快速收缩，中心区与旋臂发生断裂，中心区继续收缩形成原太阳，占星云总质量的99.8%，而四条旋臂的质量还不到0.2%，此时原太阳对旋臂仍有很强的引力作用，同样旋臂也对原太阳有牵制作用，原太阳的自转受到滞后作用，转速渐渐减慢下来，把原太阳的角动量又转移到旋臂上，这时旋臂上物质只要角动量不足还会继续向中心旋落，但到达内旋臂处就不能再落下去了，因此内旋臂物质积累越来越多，而外旋臂物质相对减少了。当四条旋臂逐个达到开普勒轨道速度就演变成四道园环，园环位置按提丢斯—彼得定则分布，分别在木、土、天、海轨道位置上，它们的角动量占星云总角动量的99.5%，这就是太阳系角动量分布奇特的原因。以此种方式形成的拉普拉斯环不存在所需角动量不足的困难。
中心区坍缩成原太阳，物质密度增大，分子间相互碰撞频繁，产生的内部压强逐渐增大，使核心处物质挤压在一起形成星核，并释放大量能量，中心温度升高，增加的热能通过对流方式向外传播，星体呈现微微放热状态，整个星云体类似猎户座KL红外源区一样的天体。星云时期的快引力收缩过程历时很短，大约几千年，我们常说太阳有50亿年的历史，大概就从这时算起吧。
2．变星时期（包括慢引力收缩过程和耀变过程）
星云形成四道园环后，绝大部分质量都集中在中心区百分之一天文单位范围内，物质密度大增，分子间相互碰撞更加频繁，温度升高，压强增大。当内部辐射压和自吸引力接近相等时出现准流体平衡，星体不再收缩或者仅有微小脉动收缩，太阳的雏型基本形成，中心是快速旋转的坚实星核，核外是辐射区，再往外到表面是对流层，原太阳逐渐转入慢引力收缩过程。
原太阳内部物质运动非常复杂，因物质是气态流体，与刚体大不一样，在自转中出现了许多复杂的运动状态，因惯性离心力的作用赤道物质有拉向扁平的趋势，两极处物质必向赤道方向流动，极处物质减少了，但引力的作用是维持球形水准面，所以也必有物质向两极处流去，以补充那里的物质不足，于是在赤道两侧形成旋转方向不同的涡流，并随物质流动渐渐靠近赤道，这就是有名的蝴蝶图，这种状态直保持到现在，如太阳黑子运动。随物质对流和自转相互作用，角动量向赤道转移，从而形成星体的较差自转。核心处高密高压和高温不断增加，扰乱了热平衡梯度，通过混合长把动能和热量向外传输，温度较低的物质向下沉，形成对流，并发展为从内到外的湍流。当中心温度上升到2000K时，氢不能保持分子状态，而变成原子，并吸收大量热能，促使压力骤降，抵不住引力，中心区崩陷为体积更小密度更大的内核，并产生强烈的射电辐射，这些能量辐射可从星体稀薄处穿过而到达星体表面，因而可形成一些亮条，这就是H－H式天体。
星体内部不仅有高速运动分子产生的热能，还有原子级释放的电磁能，核心温度更高，星体自转虽然减慢下来，但星核还是快速自旋，核区附近的等离子体也随之快速旋转，星体磁场产生了，磁力线从两极附近穿出，星体这时产生了射电辐射，而内部热能不断传送到表面，表面温度可达1000K，并放射红光，这种能量传递时起时伏，表面温度也就忽高忽低，表现的星等就是忽大忽小的变化。有时能量积累到一定程度还会发生猛烈地喷发，抛出物质，在几天之内星等可上升5、6个等级，这个时期相当于金牛T型变星期或者类似鲸鱼座UV型耀星期，即为耀变过程。
原太阳中心区的温度逐渐升高，当达到80万K时，氢被点燃发生核聚变，首先是氢和氘聚变为一个氦核，产生光子并释放大量核能，突然猛增千百倍能量，必将产生猛烈地喷发，星体亮度也就突然增亮好多倍，这就是耀星或新星爆发，原太阳进入耀变过程，在这期间内发生过多次猛烈地喷发，释放大量能量和抛射物质，并带走一部分角动量，比较大的喷发有四次。因太阳质量不算太大，就没有更大的全面爆发，仅仅是局部喷发而已。
喷发是从星体内部核反应区开始的，那里的星核自转非常快，可达每秒数百公里。物质具有极高的能量，因此喷出物高温高速，第一次喷出物的质量约是太阳质量的百万分之三，温度一万多度，喷出速度高达每秒616.5公里，呈熔融半流体状态，高速自旋，在飞离原太阳过程中边降温边减速，当它到达目前金星轨道处速度刚好与开普勒轨道速度同步，便留在轨道上绕原太阳运转。仅过几十年，原太阳又发生第二次喷发，喷出物比前次略多些，仍是高温熔融状态，高速自旋，初速度比前次略大，当它进入到现今的地球轨道处便绕原太阳运行。又过数百年，原太阳又发生第三次喷发，这时的星核温度进一步增高，达300万度，发生氘、锂、铍、硼等核反应，释放能量更大，喷出物质没有前两次多，但初速度却大些，其中最大的一个团块进入到现今的火星轨道上，更多的碎块遍布在木星和火星轨道之间，经过三次喷发，原太阳处于暂时休顿状态，持续几千年，但星体中心温度仍在继续升高，当达到700万度时发生四氢聚变氦的质子－质子反应，释放大量光子和能量，原太阳发生第四次猛烈喷发，这次喷发物是太阳质量的千万分之二，初速度比前三次都大，因此飞出更远，其中一块较大的喷出物撞击在天王星边缘，溅起的物质碎块抵达海王星轨道处，更多的碎块遍布太阳系空间，有的飞出海王星的外侧。这时原太阳表面温度上升到数千度，放热发光。一个光芒四射的恒星即将诞生。原太阳在变星时期大约有4亿年。
3．主序星时期（包括氢燃烧过程和未发生的氦燃烧过程）
原太阳经过几次耀变逐渐趋于稳定状态，进入氢燃烧过程，释放核能，星核中心核反应区温度可达1500万度，核反应出现碳氮循环反应，但大量的还是质子－质子反应，核中心密度达160克/厘米3，中心压力3.4×1016帕,抵住星体的引力收缩,达到新的热平衡梯度,不再发生喷发现象,进入相对稳定期。这时星体表面温度达5770 K，成为G型星，太阳辐射主要是电磁辐射和带电粒子流，外层大气不断发射的稳定粒子流－即太阳风，驱散星周物质，使太阳更加明朗了，成为一颗年轻的主序星。太阳在主序星期已有46亿年了。太阳活动仍在继续中，表现为11年一个周期，说明太阳还在继续演化中。当太阳中心温度达到1亿度，氦核聚变为碳核和氧核反应，进入氦燃烧过程。
现今太阳系形成理论是en:Emanuel Swedenborg在1734年提出的星云假说。熟悉该著作的康德(Immanuel Kant)於1755年将该理论再发展了一下. 拉布拉斯(Pierre-Simon Laplace) 於1796年独立提出了一个相似的理论.
2。星云假说声称, 46亿年前, 一团巨型分子云的引力崩塌形成了太阳系. 这团原初的云很可能有数光年宽, 并诞生了数颗恒星.
3。虽然原先的看法认为这个过程是比较平静的, 但最近研究发现, 古彗星含有一些只在较大型的爆炸恒星中心形成的元素, 显示太阳形成的场境附近有数个超新星. 这些超新星的震荡波可能在星云中制造了过高密度的区域, 引致崩塌, 从而触发了太阳的形成.
4。在晚期间19世纪 康德-拉普拉斯星云假说被詹姆斯干事麦克斯韦批评了， 谁表示，如果知道的行星的问题在附近曾经被分布了太阳以盘的形式，力量有差别的自转将防止各自的行星的结露。另一反对是太阳拥有较少角动量比康德-拉普拉斯模型表明了。在几十年，多数天文学家更喜欢近碰撞假说 (詹姆斯牛仔裤)，行星被认为被形成的由於一些其他星方法到太阳。这个近乎理想的结果将画很多问题在太阳外面和另一个星由他们的相互潮力，可能然后凝聚了入行星。 异议近碰撞假说也提出，并且，在期间40年代，星云模型被改进了这样它变得宽广地接受。 在修改过的版本，原物的大量原恒星假设是更大和角动量差误是归因於的磁力。即年轻太阳通过转移了一些角动量到原恒星盘和星子 Alfvén波浪，像被了解发生T Tauri星。 因为它是只那个已知直到中间90年代，被提炼的星云模型根据我们自己的太阳系的观察整个地被开发了。它未确信地被假设广泛是可适用的对其他星球系统，虽然科学家渴望通过发现原恒星盘甚至行星测试星云模型在其他星附近，所谓的extrasolar行星 。 星星云或原恒星盘 在猎户座大星云和其他现在被观察了星形成区域，通过天文学家使用哈伯太空望远镜。 其中一些是一样大像直径的1000 AU。 自2006年11月，发现在200上exoplanets出现许多惊奇，并且必须校正星云模型占这些被发现的星球系统或者被考虑的新的模型。 没有公众舆论关於怎样解释被观察的『热木星』， 但一种主导思想是那 星球迁移 。 这个想法是行星一定能从他们最初的轨道移居到一个近他们的星，由任何几个可能的物理过程，例如轨道摩擦，当原恒星盘是充分的氢和氦气气体时。近年来，一个备选模型为太阳系，捕获理论的形成，被开发了。这种理论保持一个通过的对象的重力画了材料在太阳外面，然后冷却并且凝聚形成行星。它被要求这个模型解释太阳星云理论没解释的太阳系的特点。然而，捕获理论被批评了，当它根据广泛被接受的模型预言不同的年龄为太阳比对於行星，而证据表明太阳和太阳系的其余大致形成了在同一时间。
年龄估算
根据放射性定年法en:radiometric dating，太阳系最少有46亿年历史。
首先，科学家在地球上找到最古老岩石的历史有39亿年，但由於地球表面不断受到风化侵蚀、火山活动及大陆漂移影响，如此古老的岩石已经非常罕见。而科学家再参照太阳系早期星云冷却形成的陨石，最古老的(例如en:Canyon Diablo)已有46亿年历史，所以科学家推论太阳系的年龄也最少如此。.
星云假说
原太阳星云
原恒星盘在猎户座大星云，一个轻的年范围内的「星托儿所」的哈伯影像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云盘在猎户座大星云，一个轻的年范围内的「星托儿所」的哈伯图像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云
原恒星盘在猎户座大星云，一个轻的年范围内的「星托儿所」的哈伯影像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云盘在猎户座大星云，一个轻的年范围内的「星托儿所」的哈伯图像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云
星云理论主张46亿年前，从巨人的重心崩溃形成的太阳系分子云彩。这朵最初的云彩是可能的几个光年和被演奏的主人对几个星诞生。虽然过程最初被观看了如相对地平静，古老陨石的最近研究显露在非常大爆炸的星的心脏只形成的元素踪影，表明被形成的太阳在一定数量附近的超新星之内的范围的环境。冲击波从这些超新星也许通过创造overdensity的地区触发了太阳的形成在周围的星云，反过来造成他们崩溃，并且可以修改了早期的太阳系的构成。
崩溃的气体(以著名前太阳星云 的)这些地区之一[6] 将形成什麼成为了太阳。 这个地区有直径在7000和20,000AU之间 并且质量太阳(在1.001和1.1太阳质量之间)。它的构成今天认为是与太阳相同： 大约98% (由大量) 氢和氦气礼物从大轰隆和2% 死星的早期世代创造的重元素，抛出这些重元素入星际空间(参见nucleosynthesis)。
太阳系的最丰富元素 同位素 核电子 以
百万
氢1 705,700
氢2 23
氦4 275,200
氦3 35
氧16 5,920
碳12 3,032
碳13 37
氖20 1,548
氖22 208
铁56 1,169
铁54 72
铁57 28
氮14 1,105
矽28 653
矽29 34
矽30 23
镁24 513
镁26 79
镁25 69
硫32 396
氩36 77
钙40 60
铝27 58
镍58 49
钠23 33
星云崩溃了，保护角动量意味它快速地转动了。 随著频率的增加，材料在浓缩的星云之内，原子在它里面开始碰撞，造成他们发布能量作为热。 中心，收集的大多数大量，比周围的圆盘变得越来越热。 当竞争的力量联合重力，气体压力，磁场，并且自转行动了对此，收缩的星云开始铺平入一粗砺转动原恒星盘与200AU直径并且热，密集超新星在中心。
T Tauri星，年轻人的研究，预熔共晶太阳许多星这时认为是相似的於太阳在它的演变，表示，他们由前星球问题圆盘经常伴随。这些圆盘延伸到几百AU并且是相当凉快的，到达只一千个绝对温度在他们最热。 在100百万年以后，温度和压力在太阳的核心变得很伟大它的氢开始熔化，创造抵抗重心收缩力量的内部能源，直到流体静力的平衡达到了。 这时太阳成为了一个完全的星。
行星的形成
原行星盘
从这朵云彩和它的气体和尘土(「太阳星云」)，各种各样的行星被认为形成了。 行星形成的当前被接受的方法通认作为累积，行星在轨道开始当尘粒在中央超新星附近，由直接联系在逐渐加由进一步碰撞的大小最初形成入丛在直径的一和十公里之间，反之碰撞对形式更大的身体(星子)，大致5公里大致15 cm每年在下几百万年中。
内在太阳系为挥发性分子是太温暖的像水，并且凝聚的甲烷，如此形成那里的星子是相对地小的(包括只有0.6%圆盘的大量)并且主要组成由化合物与难熔点，例如硅酸盐和金属。 这些岩石身体最终成为了类地行星。 更远，重心作用的木星做它不可能为原行星对象提出一起来，忘记小行星带。
远仍然，在之外冻深线，更加挥发性的冰冷的化合物可能保持坚实的地方， 木星和土星比类地行星能会集更多材料，因为那些化合物是更加共同的。 他们成为了气体巨星，而天王星和海王星夺取较少材料和通认作为冰巨星，因为他们的核心应该被做主要冰(氢化合物)。
年轻太阳的太阳风在然后清除了所有气体和尘土原行星盘，吹它入星际空间，因而结束行星的成长。 T-Tauri星比更加稳定，更旧的星有更强的星风。
“===星云假说的问题=== 一个问题以这个假说是那角动量。以积累在转动的云彩的中心的系统的大量的大多数，假说预言系统的角动量的大多数应该积累那里。然而，太阳的自转比期望慢和行星，尽管会计」为少於系统的大量的1%，因而帐户为超过它的角动量的90%。这个问题的一个决议是尘粒在原始的圆盘创造了在中心减速自转的阻力。
行星在「错误地方」为太阳星云模型是一个问题。天王星和海王星存在区域，他们的形成高度难以置信归结在他们的区域於太阳星云减少的密度和更久的轨道时代。此外，在其他星附近现在被观察的热木星在他们的当前位置不可能形成了，如果他们从「太阳星云」也是形成了。这些问题应付通过假设，互作用与星云和残余星子可能发生星球迁移。 行星的详细的特点是另外问题。 太阳星云假说预言所有行星在黄道飞机将确切地形成。 反而，轨道古典行星有各种各样(但诚然小)倾向关於黄道。 此外，为了气体巨星它被预言他们的自转和月亮系统也不会是倾斜的关於黄道飞机。 然而多数气体巨人有坚固轴向掀动关於黄道，以天王星有98°掀动。 月亮是相对地大关於在不规则的轨道关於他们的行星的地球和其他月亮是另外问题。 它现在被相信这些观察解释的是用在太阳系的最初的形成以后发生的事件。

收起

简明意骇的说：因为太阳引力巨大，吸引行星及其他天体围绕其公转，构成了太阳系。
至于为什么有太阳，参考星云说

拉普拉斯星云学说