中國最早的天文社區網站4小時前
原創：牧夫天文
原作：雷豐圖
校對：趙琨
我們知道，自然界的事物有趨向于球體的特性，小到真空中的水珠，大到行星、恒星，無不是近似球體的形狀。此外，太陽系的行星都在各自的橢圓軌道上，圍繞太陽旋轉。可是你可曾想過，為什么它們都排列在同一個平面上（黃道平面），且同向旋轉，就像被“二向箔”降維打擊了一樣？
而不是像曾經著名的原子模型那樣，
行星沿著不同的角度環繞太陽，就像這樣
事實上我們的太陽系并不是異類，
其他的行星系統也大多是扁平的，
下圖是開普勒任務觀測到部分行星系統軌道分布情況
我們所處的銀河系也是一個直徑高達十萬光年
平均厚度才僅僅1000光年的“碟子”
更多銀河系知識，參見“人類如何得知自己身在何處”
甚至連黑洞吸積盤都是扁平的
下面我們就先說說太陽系。張開想象的翅膀，讓我們回到太陽形成之初。
太陽系形成于一顆遠古的恒星遺骸 —— 一個濃稠的星云（地球上存在金、銀等重金屬元素，證明其不是初代恒星。詳見《是誰填滿了門捷列夫的元素周期表》）。
混沌的星云中，各種微小粒子在引力的作用下彼此靠近，最終不免彼此碰撞在一起。這些碰撞行為是完全隨機且不可預測，而且其中總會有一些“淘氣”的小物體要么多了一些質量，要么多了一些速度。這多出來的一點點動量打破了原本的平衡，使得星云的總角動量向著某一個方向多了一些。而在一個孤立的系統中，總角動量是守恒的。
由于我們所處在三維世界，這種旋轉的軸心必然是一條直線，而所有物體都繞軸旋轉。雖然粒子們仍然在繼續無序相撞，但上下方向的力量彼此抵消，水平方向總角動量保持不變。
隨著引力作用下粒子彼此碰撞，星云直徑減少，轉速越來越快（就像下圖花樣滑冰的舞者）。而這種旋轉，又進一步將眾多的粒子擠壓在一起，最終形成太陽、地球，我們賴以生存的家園。此外，現在的軌道排布，使得我們有幸高頻率的觀測到日食、月食。
雖然我們無法讓時光倒流，去觀察太陽系形成之初的樣子，但是最近的天文觀測，卻給我們提供了足夠的證據。如下圖，形成之初的一顆年輕恒星HD 163296，周圍正在形成兩顆大小如土星的行星。
推而廣之，由千億顆恒星組成的銀河系也在高速旋轉，絕大多數物質都被甩到了扁扁的銀盤范圍內。
當然，太陽系內天體排布還不完美，比如遙遠而不受約束的冥王星，軌道就是傾斜的。而小行星帶，更是撒歡似的，跟黃道平面最大有20度夾角。
而可觀測宇宙中的千億個星系，也并不都是銀河一樣的旋渦星系。如上圖所示，不同年齡的星系有著不同的形態。
『天文時刻』 牧夫出品
微信號：astronomycn
2019年3月8日，中國星明天文臺發現的位于小熊座（NGC3074）的超新星候選體AT2019bqe，正在等待光譜驗證
版權：星明天文臺
