第六篇太阳系质量分布
6.1介绍行星质量的规律
正文前先列表说明一下太阳系各行星的质量(这些质量数据是用万有引力定律求得,只作为参考)
表5
下面这张图片是从百度图片中复制的太阳系整体图
图17 太阳系整体图
先介绍两条不严谨的规律:
1、行星质量越大,整体磁性越强。这条原则看过《二、磁性是物质的固有特性》就能明白。但因为不同行星的成分不一样,同质量的行星磁性会有差异。就算是同一颗星球,处于磁变极情况时磁性会减弱。所以这条原则不是所有时候都适用。
2、行星整体磁性越强,越容易处于太阳磁场弱的位置;磁性越弱,越容易处于太阳磁场强的位置 。但行星速度和太阳磁场的突然变化可能使这条失效。
由《五、行星自转》可知,太阳系的磁场图如下:
图18 太阳系扇形磁场全图
分析这张图片,可能得到一些结论:
1、在A点,有很多条磁力线通过,相互交叉,磁场叠加,造成A点的磁性极强(是整个太阳磁赤道面磁性最强点)。所以这一区域存在大量的小质量天体,形成小行星带。无法形成行星;
2、因为大量磁力线集中到A点,所以相邻的木星所在位置磁性极弱,从而允许最大质量的木星存在于此区域。
3、分析从A到B的太阳磁场,是一个升高的过程,因此,理论上行星磁性应该是木星>土星>天王星>海王星,质量也应该是木星>土星>天王星>海王星,大体符合真实。
4、分析从太阳到A点的太阳磁场,是一个降低的过程,因此,理论上行星磁性应该是水星<金星<地球<火星,质量也是水星<金星<地球<火星。但由于火星太过靠近A点,可能受到影响,质量反而比地球低。
将太阳磁场和行星质量用曲线的形式表达,见图19
图19 行星质量与太阳磁场的关系
长江大河,水流急的地方泥沙被冲走,水流缓的地方泥沙被淤积。磁场也一样,磁场强的地域碎石跟着磁场转,形成小行星带;磁场弱的地域碎石以抱团的形式淤积,形成行星。磁场越弱,该地域行星越大。
太阳系其实就是一个磁场漩涡,行星随着太阳磁场的转动而围绕太阳旋转。
6.2理论分析
图20 地球运行分析图
如图,a、b两点分别是地球上离太阳最近与最远点,将此两点看做围绕太阳公转的独立两点,将地球看做连接此两点的连杆。
当a、b两点的角速度ωa、ωb相差较大时,地球除了自转转速较大外,还受到了一个拉力作用。角速度差值越大,拉力越大。(可以把a点看成一辆速度较快的汽车,把b点看成一辆速度较慢的汽车,两车之间用绳索连起来,两车同向开动后,绳索必然崩紧,出现了一个拉力,两车速度相差越大,这个拉力就越大。)
但这个拉力不是无限大的,当到达某个极限,作为连杆的地球会被拉坏。所以为了保证地球不被拉坏,a、b两点的角速度ωa、ωb的相差值必须控制在某个极值之下(换一个角度解释,行星自转的速度必须小于第二宇宙速度,否则行星会崩溃)。
根据公式F向心力=F无磁 F纯磁=mRω²,a、b两点的F向心力的相差值必须控制在某个极值之下。
假设太阳系中某一点太阳磁场强度很强,在这个位置的行星的F无磁必然也强,那a、b两点的F无磁差值必然也大。为了让a、b两点的F向心力的相差值控制在某个极值之下,a、b两点的F纯磁的差值必须比较小,所以,这颗行星的磁性必须较弱,质量必须比较小。
反之,如果太阳系中某一点太阳磁场强度很弱,那在这一位置的行星磁性可以较强,质量可以较大。但仍然有个极值,保证行星不会被拉坏。
所以,质量较小的天体在太阳系磁赤道面上可以任意遨游,但质量较大的天体却不能跑到太阳磁性较强的区域,会被强磁场碾碎。
所以,在太阳磁场较强的小行星带区域,只能存在碎石头,不允许出现行星。
所以,保护我们地球安全的英雄除了较强磁场的木星外,还有小行星带。小行星带的太阳磁场太强,外来陨石如果比较大,会被直接碾碎。
6.3结论
在太阳磁场弱的位置,形成行星的最大极限质量比较大;在太阳磁场强的位置,形成行星的最大极限质量比较小 。因行星质量大小与该行星所在位置的最大极限质量大小相关联。所以我们会发现,一般情况下, 行星质量越大,越容易处于太阳磁场弱的位置;行星质量越小,越容易处于太阳磁场强的位置 。偶尔会有特例。
在现实宇宙中,各行星的质量分布是没有规律的,对于小行星带的形成原因是本来有颗行星在那里,后来碎了。