戴安娜:恒星和行星是从哪里来的?下面来回答这个问题的是欧洲航天局的马克·麦考林教授，他是欧洲航天局研究和科学支持部门的负责人。你好,马克。
马克-你好，戴安娜。你好吗？
戴安娜:我很好。谢谢。好吧，现在让我们从一些最早的行星形成模型开始。那么，人类究竟是如何开始思考宇宙的起源的呢?
马克:嗯，我认为有很多我们从宗教教科书中了解到的模型，所以如果我们从这些模型中走出来，看看我们在1700年代，1600年代左右的情况，重要的是，这是在我们意识到并确信太阳是太阳系的中心而不是地球之后。所以一旦我们从地心说变成了日心说，一切就开始井然有序了。一些重要的证据表明，首先，所有的行星在天空中都以相同的方向围绕太阳运行。它们或多或少都在圆形轨道上，它们或多或少都在一个平面上。所以你可能会马上想到太阳系是由太阳周围的某种扁平圆盘形成的。我们从笛卡尔，康德和拉普拉斯开始，这些当时著名的哲学家发现如果太阳和它周围的行星形成于一个扁平的圆盘，那么圆盘是如何形成的呢?正如克里斯刚才指出的，我们现在知道行星和它们周围的恒星是由巨大的气体云和尘埃云形成的。这些云必须坍塌。当它们坍塌的时候，它们会变平因为它们在开始的时候旋转得非常小，这些巨大的云，通过角动量守恒，会在一个轴上比另一个轴旋转得多，最后会变成又大又平的旋转圆盘。哲学家们很清楚这一点。 So that's how we started off in the 1700's.
戴安娜:他们是怎么达成共识的?他们掌握了什么样的技术?
马克:他们真正做的就是应用，用肉眼观察天空，用第一批望远镜。比如康德，他很清楚18世纪中期的望远镜能够看到太空中微弱，模糊的斑点。他认为这些可能是尘埃云，它们开始形成恒星，以及围绕恒星运行的行星。所以望远镜的使用是有技术的，所以主要是在微积分和算术方面。那时候主要是理论工作。
戴安娜:就我们在20世纪的理解而言，你认为我们新的现代理解的关键标志是什么?
马克:嗯，发生的事情很有趣。于是康德和拉普拉斯，以及后来的斯威登堡等人把这个模型结合在一起。这成了一个大问题。如果你看看我们今天生活的太阳系，几乎所有的太阳系质量都在太阳上。行星的碳含量很少，不到百分之一。但是几乎所有的角动量，旋转角动量实际上都在行星上。这是一个真正的问题，因为他们一直在开发的模型无法解释这一点。这是如何演变的呢?所以，大部分的质量在中心，但是大部分的角动量在外面。因此，在接下来的六七十年里，直到20世纪70年代早期，主要转向了我们所说的行星形成的“灾难理论”。 Catastrophe, in the sense that, nothing happened on its own. It happened in an event, a particular event, such as the passage of a massive star, a pre-existing star, passed a nebula, which then pulled-out through tidal forces, pulled-out a lump of material from this forming star. And that was then able to collapse the planet. There were lots of models like that. They were very, very reputable for 60 or 70 years. But then it was observations that brought us back to where we are today. And that is in the mid-70's, 80's, and then the 90's, we actually began to see that stars elsewhere in our universe were surrounded by discs of gas and dust. And that has brought us all the way back to the Laplace model, which is today called the "solar nebula model" in today's parlance.
戴安娜:所以这是一个完整的循环，以一种世纪的方式。我们真的能看到恒星和行星的形成吗?它在望远镜图像中是什么样子?
马克:嗯，当我们今天看星星的时候，即使是星星的诞生，也是一个有趣的现代现象。直到20世纪40年代左右，我们才开始意识到，恒星必须在我们的宇宙中形成。然后我们开始得到这种情况发生的证据。以前有一种假设，认为许多恒星是永远存在的。它们可能是在同一时间诞生的，但今天恒星形成的想法是相当新的。所以当我们观察这些恒星形成的地方，一个非常典型的例子就是猎户座星云，很多人都很熟悉它在夜空中就像猎户座剑带下面的一块模糊的斑块。我们看到的是巨大的气体云和尘埃云在发光，它们被中间刚刚诞生的热恒星加热。但实际上我们并没有看到太多其他的可见波长。这是因为恒星和行星是由气体和尘埃组成的。特别是尘埃模糊了我们对年轻恒星的视野。 They're surrounded by this dust still, and you just can't see into those star-forming regions at visible wavelengths. However, if you look in the infrared or at much longer wavelengths, radio wavelengths, millimetre wavelengths, you can see a clear picture, and you can see these young stars slowly condensing, rotating at fairly high speed with discs of gas and dust around them, making planets.
戴安娜:但是恒星是非常明亮和令人兴奋的，但是像卫星和被捕获的小行星这样稍微暗淡一些的东西呢?
马克:嗯，这是个有趣的问题。我的意思是，例如，我们太阳系的卫星是如何形成的，行星周围的事物是如何发生的。事实上，有一大堆事情要做。例如，在木星和土星周围的木星系统中，大多数大卫星的形成方式与行星在太阳周围形成的方式相同，通过角动量守恒，在圆盘中凝结形成这些行星。但你有我们自己的月球，例如。那是怎么形成的?它比其他任何一个都要大，与行星的大小之比，这可能是一个灾难性的事件，一个相当大的物体，在最初几千万年的早期阶段就存在于太阳星云中。我们的太阳星云可能充满了今天不存在的行星，大块的物质。有些已经落到太阳底下了。其中一些与其他行星相撞。 And that's what we think happened to the moon, is that something hit the Earth, the young Earth. There was no life, of course there, and spun off a huge amount of material from the mantle, from the outer part of the Earth, and that then condensed into the Moon. Other moons going around other planets, for example, Phobos and Demos, the two main moons of Mars, are captured asteroids. They're very, very odd objects. They're not circular at all, and it seems as they got closer to the asteroid belt they just captured gravitation of it.
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