是什么力量控制着太阳系中的行星，让它们基本上处于同一个平面？

地球一直围绕着太阳公转，我们将其公转的轨道平面称为“黄道面”，有意思的是，除了地球以外，太阳系中的其它行星的公转轨道平面也与“黄道面”相差无几，即使是倾斜度最大的水星，也只不过差了7度左右。那么到底是什么力量控制着太阳系中的行星，让它们基本上处于同一个平面呢？这需要从太阳系的演化讲起。

根据“现代星云说”，我们的太阳系诞生于一团由气体以及弥散状态的尘埃组成的星云，其主要成分为氢和氦，除此之外，还含有少量的其它元素以及甲烷、水、氨等物质，这被称为“太阳星云”。

在大约46亿年前，“太阳星云”受到了某种外力的扰动，星云的引力平衡被打破，在此之后就开始发生坍塌，在引力的作用下，其中的气体和尘埃一边相互碰撞和吸积，一边向星云的质心移动。

在这个过程中，虽然单个粒子的运动轨迹是杂乱的，但是由于大量粒子的相互碰撞不可能刚好抵消整体的角动量，因此星云中的大团粒子就必定会在某个方向上产生净角动量，进而在这个方向上围绕着星云的质心旋转，同样的道理，“太阳星云”这个整体也会在某个方向上产生净角动量并开始旋转。

在三维的空间坐标系中，“太阳星云”的这种整体旋转被给定在一个固定的平面，为了方便讨论，我们可以将这个平面称为“赤道面”。

很明显，此时星云中的物质并不是全部位于赤道面，在这种情况下，星云中的物质运动轨道就可以分为两种情况，第一种是物质的运动轨道就在赤道面上，第二种则是物质的运动轨道与赤道面存在着倾角，在这种情况下，运行在这种轨道上的物质就会在赤道面“上下”穿行。

我们来举例说明，上图中的轨道2位于赤道面，而轨道1和轨道3都与赤道面存在着倾角，当运行在这轨道1和轨道3上的物质在赤道面“上下”穿行的时候，就会与运行在轨道2上物质发生碰撞，同时还伴有引力作用，从而使物质垂直于赤道面的运动分量被不断地削弱，其结果就是将“太阳星云”的扁平化。

随着坍塌过程的持续，“太阳星云”的体积不停地收缩，由于角动量守恒，“太阳星云”的旋转速度会越来越快（这里大家可以参考一下花样滑冰运动员在旋转时收起了手臂），与此同时，坍塌还使星云的物质密度逐渐增大，引力的作用也因此而越来越明显，这无疑加速了“太阳星云”扁平化的进程。

也就是说，“太阳星云”的坍塌是趋向于扁平化的，在这个过程中，太阳首先在星云的质心形成，它占据了整个太阳系大约99.86%的质量，其余的物质则在太阳周围形成了一个类似圆盘形的结构，这被称为“原行星盘”，而太阳系中的所有行星都诞生于此。

由此我们可以看到，其实是“太阳星云”的角动量控制着太阳系中的行星，让它们基本上处于同一个平面。

看到这里可能有人会说了，几十亿年前的事情谁都不知道，科学家似乎可以随便推测，反正现在也没有办法去证实。

其实不然，这是因为虽然我们目前并没有办法回到46亿年前，去亲眼见证太阳系的诞生，但是在浩瀚的宇宙中，可以说处于任何演化阶段的恒星系我们现在都能够找到，所以我们只需要对那些处于演化初期的恒星系进行观测，就可对上述理论进行验证。

上图为“阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜”（ALMA）于2014年拍摄到的一颗“年轻”恒星，该恒星被称为“HL Tauri”，位于金牛座方向大约460光年处，从中我们可以清楚地看到这个恒星系的原行星盘，以及刚刚诞生的行星在其中蚀刻出的间隙。

除此之外，天文学家还观测到了不少类似的恒星系，比如说上图就是由ALMA望远镜观测到的20个原行星盘，尽管这些处于演化初期的恒星系的形状存在着一定的差异，但是它们总体上都与“现代星云说”所描述的一致。所以我们完全可以据此推测出，太阳系的形成过程也同样如此。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。