2001年,哈勃太空望遠鏡在觀測獵戶座大星雲時,拍到了一顆早期恆星被一個圓盤圍繞的畫面,這是一個正在形成的太陽系。當我們觀看這些星雲美麗的圖片時,真正觸動我們的是,這就是我們的太陽系初生時的樣子,我們的太陽系曾經也是這樣。
這些模糊的圖像為我們了解行星系的形成,開啟了一扇大門。科學家們首次擁有了這一非凡的工具,可以拍攝行星形成過程的圖片,這給了科學家們極佳的機會觀測其他行星系的形成,由此可以窺見我們的太陽系是如何形成的。
科學家已經知道恆星從何而來,卻不清楚行星是如何從構成圓盤的氣體和塵埃中形成的。國際空間站上的一次偶然事件,解開了這一謎團。天文學家唐-佩蒂特在利用糖粒,鹽粒和太空失重效應做實驗時,無意中發現了宇宙塵埃形成行星的過程。當時,史丹利-拉夫正在地面指揮中心進行觀察。唐-佩蒂特得科研項目要利用團隊儲存飲料的袋子,他將鹽,糖等其他東西放進袋子,其中一個袋子裡只放了咖啡粉,然後向袋子充氣使其膨脹,袋子裡的粒子立即聚成一團,形成了粉塵球。
科學家觀察了一段時間,發現這太不可思議了,唐-佩蒂特解決了困擾行星科學界40年的問題。這是一個重大的發現,在太空零重力條件下,塵埃粒子不會四散懸浮,而是會聚集成一團,宇宙塵埃就是這樣形成了行星。塵埃粒子會碰撞並黏連在一起,形成更大的塵埃團,接著形成岩塊,最終形成巨石。
巨石越大,引力就越強,它開始吞噬周邊的一切,從而越長越大。巨石變得更大,更重,吞噬的岩塊也越來越大,最後有些巨石變成了行星。這是我們的太陽系在46億年前發生的一幕,當時大約有一百個年輕的行星圍繞這太陽運行,碰撞不可避免!
所有的太陽系在誕生之初都處於暴力狀態,我們的太陽系也不例外。太陽系最初約有100個小行星,那麼100個小行星是如何發展成為今天的八大行星的呢。科學家通過研究其他太陽系的進化,找到了答案。
科學家看到太陽系中行星形成,突然之間,它們周圍出現了這些巨大的圓盤,這些圓盤一定由大碰撞產生。如果其他行星系中的行星會相互碰撞,那麼我們的太陽系也會如此。我們現在知道,所有的太陽系在成形之前,都要經歷碰撞的過程,這就是他們形成的方式。
我們今天看到的整齊有序的太陽系,並非一直如此。在早期,行星形成後的數百萬年間,有幾十個,甚至數百個早期行星在太陽系周圍活躍著。它們相互碰撞,有時會聚集起來成為更大的行星,有時又會將彼此撞成碎片。
新生的太陽系中交通擁擠,大大小小的物體穿梭來往,難免會發生碰撞。一些行星會變得巨大,碰撞也更為劇烈。試著想像一下,站在早期的地球上,抬頭仰望夜空會是怎樣的一番景象,那時候見到的肯定與現在大不相同!
行星相互撞擊,個頭越大,越容易倖存,其他行星則難免粉身碎骨。某個龐然大物撞擊了早期的水星,將水星的外殼撞落,只剩下鐵質的內核。早期的地球也未能倖免。一個行星大小的物體猛烈撞擊地球,雖然並非正面相撞,但將地球的大部分外殼撞入太空,地球周圍的碎片最終聚集在一起形成了月球!
這場撞擊在宇宙中持續了五億年之久。我們現在所看到的火星,地球,水星和金星都是太陽系行星的倖存者,它們在這些巨大撞擊中生存了下來。一些幼年行星的碎片形成了小行星帶,如同一個岩石廢料堆積場。