太阳系：行星和月球是怎么形成的

太阳系是在一团分子云里形成的：46 亿年前，附近超新星的冲击波触发了太阳星云的坍缩，太阳随后点燃，行星在周围一层层长出来，月球则来自一次大碰撞。从太阳星云坍缩，到 40 亿年前地表冷却、雨下了几百万年的原始海洋，一共有八个关键事件。

这个时代从 90 亿年到 97 亿年，对应的是我们家附近的这一小块宇宙。

八个事件

• 46 亿年前 · 太阳星云坍缩：附近超新星的冲击波触发坍缩。
• 45.7 亿年前 · 太阳点燃：核心温度达到 1500 万度。
• 45.6 亿年前 · 雪线：雪线外冰物质凝结。
• 45.5 亿年前 · 木星形成：巨行星清扫轨道。
• 45.4 亿年前 · 原始地球：一个熔融的岩石球。
• 45 亿年前 · 忒伊亚撞击：碰撞碎片形成月球。
• 41 亿年前 · 后期重轰炸：彗星和小行星送来水。
• 40 亿年前 · 原始海洋：地表冷却，雨下了几百万年。

太阳系诞生的痕迹

陨石中的铝-26 衰变产物说明，太阳系诞生时附近刚有恒星死亡，论文用“化石还是燃料”作为题目里的追问（Lee、Papanastassiou 与 Wasserburg，《The Astrophysical Journal Letters》1977）。地球有多老？用陨石中的铅同位素测出地球约 45.5 亿岁，为了消除铅污染，测量者后来还推动了含铅汽油的禁用（Patterson，《Geochimica et Cosmochimica Acta》1956）。

月球与行星

计算机模拟显示，一颗火星大小的天体斜撞地球，碎片聚合成了月球（Canup 与 Asphaug，《Nature》2001）。火星为什么这么小？木星曾向内迁移又被土星“拉回”，顺路吃掉了火星的原料（Walsh 等，《Nature》2011）。

水从哪里来

巨行星轨道的一次剧烈调整，把大量小天体甩向内太阳系，造成了后期重轰炸，这就是尼斯模型（Gomes、Levison、Tsiganis 与 Morbidelli，《Nature》2005）。不过液态水可能更早就有：一颗沙粒大小的锆石显示，地球诞生仅约 1.5 亿年后就可能有了液态水，论文题目里说的是 44 亿年前就存在大陆地壳和海洋的证据（Wilde、Valley、Peck 与 Graham，《Nature》2001）。

把这条证据和时间线对照，会发现一个有意思的差别：时间线把原始海洋放在 40 亿年前，而锆石的研究把液态水的出现提前到了 44 亿年前。同样，陨石测出的地球年龄约 45.5 亿岁，与时间线里 45.4 亿年前的原始地球相距不远。时间线给的是便于理解的大致顺序，具体年份会随研究更新。

太阳系不是唯一

在飞马座 51 周围发现一颗巨行星，4 天就绕恒星一圈，太阳系不再是唯一，发现者因此获得 2019 年诺贝尔奖（Mayor 与 Queloz，《Nature》1995）。开普勒望远镜盯住一片星空，靠行星凌星时的微弱变暗寻找新世界，后来发现了数千颗（Borucki 等，《Science》2010）。一颗小红矮星周围挤着七颗地球大小的行星，其中几颗可能有液态水（Gillon 等，《Nature》2017）。

想读原文，可以搜这些题目

• Lee 等（1977）：《Aluminum-26 in the early solar system: Fossil or fuel?》，大意是“早期太阳系里的铝-26：是化石，还是燃料”
• Patterson（1956）：《Age of meteorites and the earth》，大意是“陨石和地球的年龄”
• Canup 与 Asphaug（2001）：《Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation》，大意是“月球起源于地球形成末期的一次巨型撞击”
• Walsh 等（2011）：《A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration》，大意是“火星质量偏小，源自木星早期由气体驱动的迁移”
• Gomes 等（2005）：《Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets》，大意是“类地行星灾变性后期重轰炸时期的起源”
• Wilde 等（2001）：《Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago》，大意是“碎屑锆石证明 4.4 Gyr 前地球上已有大陆地壳和海洋”
• Mayor 与 Queloz（1995）：《A Jupiter-mass companion to a solar-type star》，大意是“一颗类太阳恒星的木星质量伴星”
• Borucki 等（2010）：《Kepler planet-detection mission: introduction and first results》，大意是“开普勒行星探测任务：介绍与首批结果”
• Gillon 等（2017）：《Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1》，大意是“近邻超冷矮星 TRAPPIST-1 周围的七颗温和类地行星”

游戏里怎么体现

游戏里，太阳系时代的时间范围是“90 亿 – 97 亿年”，资源叫星子。生成器依次是分子云、原行星盘、星子碰撞和原行星，大致就是“云变成盘，盘里的小块碰撞长大，最后成为行星”的顺序。