天体系统趋向平面性的原因

天体系统趋向平面性的原因

我们知道太阳系总体上处于一个平面附近，这称为太阳系的共面性。在八大行星区域，共面性是比较明显的。在柯依伯带区域，共面性就不太好了。在奥尔特云区域，几乎没有了共面性。因此，天体系统的共面性是天体系统发育程度的重要标志。共面性越好，天体系统发育就越成熟。

太阳系内部的木星、土星、等巨行星，都有自己的天体系统，天体系统的共面性都较好。比太阳系高一级的银河系，呈圆饼状，这也是一种共面性的体现或趋势。由于银河系的共面性就不太好了，比银河系高一级的天体系统，几乎就很难表现出共面性了。因此，天体系统的共面性主要表现在行星系统、恒星系统和星系系统，其中行星系统和恒星系统表现尤为明显。

天体系统的共面性是怎样形成的？之前，我以为主要应该是为了天体之间的相互隔离，各行其道，避免碰撞而进化出来的。平面性确实是天体系统形成过程中，天体长期的相互碰撞干扰后逐渐形成的。不过，对于立体的空间来说，各行其道并不需要在同一个平面上。立体空间实际上比平面上拥有更多的互不干扰的轨道。因此，如果仅仅是为了避免碰撞，完全可以在立体空间内各行其道，这样的轨道数量更多。天体各行其道，轨道之间可以相距更为遥远，天体之间接近的机会可以更少，相互的引力干扰可以更小。但实际上，天体系统没有向这个方向进化。这又为何呢？

原因是，天体之间趋向平面性，可以实现天体之间最小的引力势能，是一种天体系统引力势能最小化的体现。因此，天体系统平面性是天体系统质量趋向集中性的另一种体现。天体系统物质趋向集中性的核心体现是物质向中心汇集，或物质分布趋向中心性。因此，我们说天体系统物质趋向中心性，既包括向中心汇集，还包括向公转平面汇集。

现在我们清楚，天体系统趋向平面性，是天体物质趋向集中性的一种体现。是非中心天体之间的相互引力作用所致。非中心区域的天体相互引力，犹如同一个篮子中的螃蟹，相互拉扯，只能都处在篮子底部。如果没有天体系统趋向平面性这个趋势，那么，天体可以分布在更为广阔的空间中。这样的天体系统可以容纳更多天体，被迫集中于中心的质量就会少许多。可见，在奥尔特云区域，共面性非常弱，这里保存了无数的天体，巨大的质量。

我们的八大行星，相互之间引力作用，大行星每次相互接近的时候，都是一次进一步的趋向平面性的拉扯。轨道平面与黄道平面夹角会略微下降。因此，太阳系八大行星的轨道倾角是逐渐缩小的。初期太阳系的轨道夹角是比现在大的。而海王星轨道之外的太阳系天体，由于轨道进化水平不如八大行星轨道进化水平，因此，轨道倾角会较大。比如，著名的冥王星轨道倾角就明显比八大行星轨道倾角大。