为何太阳系中，岩石质的类地行星的运行轨道都排在气态的类木行星的轨道里面？

Question

除了太阳系以外，其它的恒星如果也有行星系统，是不是也是按照这种方式排列的？为什么？

Answer 1

这个问题问的是很出色的，是恒星系诞生理论需要解决的重要问题。现在的太阳系形成理论认为，恒星系在形成初期，首先经历了一个吸积盘的阶段（只要出现一点不均匀性，垂直方向的角动量会相互抵消，就会促使吸积盘的生成）。这个吸积盘就像我们日常生活中的转盘，当转盘旋转时，质量更重的物质更不容易被甩出去（各种氢、氦以外的重元素），而留在了吸积盘的中心。反之，质量较轻的物质就容易被甩出去（氢、氦元素）。其实这个比方不是太严谨，实际上是不同密度物质彼此之间动量交换使然，但结果是一致的。

按照这套理论，可以很好地解释两个问题：

行星轨道的同向性，共面性，近圆性——因为都是从吸积盘里诞生的。


内太阳系的四颗行星是由重元素构成的近地行星，而外太阳系的四颗行星是主要有氢、氦构成的类木行星。

这就是康德的幸运说了，很好的解释了包括太阳系在内的恒星系形成的大多数问题。不过在后来也经受过挑战，就是这套理论不能解释占据太阳系质量绝对主导的太阳的角动量在太阳系中反而占比很低。后来经过拉普拉斯已经后来天文学家的修正，解决了这一问题成为当今恒星系形成的主流理论。

按照这套理论的了解，这样的规律应该对于其他恒星也是类似的。如果有足够的重物质，那类地行星应该同样位于内侧而类木行星位于外侧。当下开普勒空间望远镜通过凌星法的观测，在若干天体系统中也满足这一规律。

多说一句，前段时间有过对于热木星的争论（非常靠近太阳的类木行星），就是按照传统的恒星系形成理论，似乎不应该有热木星这样非常靠近恒星的气态行星的存在啊？现在基本达成了共识，他们是和该行星系中其他天体交换角动量，逐渐沉到更接近恒星的地方，也得到计算机模拟结果的验证。