太阳系“大动乱”，行星们到底遭遇了什么？| 科学世界·特辑

迄今为止，各国观测数据为我们揭示了太阳系行星超出想象、令人惊讶的面貌：表面遍布神秘凹坑的水星，被硫酸云笼罩、拥有超高压高温世界的金星……

如今，新一代探测器正陆续飞向太阳系各行星，行星探测正在迎来新的热潮。下面请跟小科一起，基于最新研究，详细观察这些颠覆常识的太阳系行星。

太阳系的“青春期”：一场“大动乱”

在21世纪的行星科学中，一个与这些行星特征有关的重要线索是：早期太阳系曾经经历过一个“大动乱”时代。

巨行星的迁移带来了奇特特征。早期太阳系确实可以称为“大动乱”；行星发生大规模迁移，也经历了各种变动。比如，人们认为大约45亿年前，刚刚诞生不久的木星和土星曾经向内移动到火星轨道附近，随后又向外远离。这一理论称为“大迁移（Grand Tack）”假说。此外，还有一种“尼斯模型”认为，大约40亿年前，木星和土星的位置比现在更靠内侧，之后经历数亿年才移动到现在的轨道。

如果这样的巨行星发生迁移，其他行星以及残余微行星的轨道就会变得不稳定，导致能彻底改变行星面貌的大规模天体碰撞事件增加。今天太阳系行星的奇特特征，很可能与这些事件相关。

水星：被强行“脱衣”的“铁憨憨”？

先从太阳系中轨道最靠内的水星说起。水星是太阳系中最小的行星，直径只有月球的约1.4倍。然而，在这颗小小的水星上，仍留下了多个长期困扰研究者的谜团。其中最大的谜是，水星几乎就是一团铁。

太阳系的4颗岩石行星，内部都被推定为分壳、慢、核三层。以地球为例，地核质量约占地球整体的30%。可是水星的核质量壳占水星整体的85%。换句话说，水星就像是一团铁，被一层岩石“薄皮”包裹起来。

关于水星核为何如此巨大，一个有力解释是：水星过去曾与另一个天体发生过剧烈撞击。按照这一假说，原本的水星拥有比现在更厚的慢，但与另一颗原行星碰撞后，大部分慢被剥离，几乎只留下核的部分，并最终成为今天的木星。

此外，若用标准行星形成模型进行模拟，会出现一个问题：模拟出来的水星和火星都比实际更大。如果原本的水星也比现在更大，而后来因剧烈撞击失去慢，这个矛盾或许也能得到解释。

来源：51581

水星表面的神秘凹坑

这是NASA水星探测器信号（MESSENGER）于2011年拍摄的水星表面“凹坑”图像。这些凹坑直径数千米、深数十米，在水星表面多处可见。有观点认为，它们是内部挥发性物质逸出后形成的，但具体原因仍是谜。

为了近距离详细探查这颗充满谜团的水星，探测器贝比科隆博号目前正飞向水星。计划于2026年11月进入水星环绕轨道，试图揭示水星的起源与历史。

金星：说好的“双胞胎”，却成了“高压熔炉”

金星常被称为“地球的双胞胎”。它的直径和质量分别为地球的94%和81%，与地球非常相似，公转轨道也相邻。因此，人们也认为，金星刚诞生后或许曾拥有与地球几乎相同的环境。

然而，今天的金星与地球是完全不同的世界。金星大气是太阳系4颗岩石行星中密度最高的，表面附近气压约为地球的90倍。这几乎等同于地球上水深1000米处的水压。大气成分中二氧化碳占96%，上层被硫酸液滴组成的厚云覆盖。因此金星发生强烈的温室效应，表面温度高达约460℃，足以熔化电子电路焊料中的锡和铅。

金星上吹着速度约为自转速度60倍的猛烈大风，仅约4天就能绕金星一周。这是时速可达360千米的暴风，也被称为“超级旋转”，其原因长期不明。日本金星探测器破晓号的天气观测表明，昼夜温差引发的“热潮汐波”正是产生超级旋转现象的原因。

是否曾存在液态水？

由于金星被厚云笼罩，从太空看只能看到一个白色球体。20世纪90年代，NASA探测器麦哲伦号通过雷达观测获得了金星地表的全球图像。这些观测发现，金星上存在大量火山和熔岩流痕迹。不过到目前为止，尚未发现类似地球的板块运动证据。

那么，金星上是否曾存在液态水呢？如果金星与地球起源相似，早期金星上也可能存在液态水海洋，生命也可能曾在那里诞生。然而，也许正因为它离太阳太近，温室效应失控，水全部蒸发，金星最终变成灼热行星。了解金星的过去与现在，对思考地球和其他岩石行星的演化十分必要。

来源：tbit

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更多精彩内容，欢迎阅读《科学世界》2026年第11期“特辑”栏目文章——《颠覆常识的行星》。

本文摘编自杂志2026年第11期，文章内容略有删改。

实习编辑 | 周欣颖