行星轨道为什么是平面(行星公转轨道面)

为什么行星轨道都近似地位于一个平面

对于行星都在同一个轨道平面内这一点，最合理的天文

学推测是：它们是由同一薄层物质生成的。

目前流行的理论认为，太阳系原先是一团巨大的尘埃和

气体，最开始时是旋转的球体。在它本身所具有的重力影响

下，它逐渐凝聚起来，因此旋转会加快，以保持角动量的守

恒。

随着这团星云越来越凝聚，转得也越来越快，由于离心

力的作用，一部分物质会被从赤道平面上甩出去。这部分被

甩出去的物质只占整体的百分之几，它们在星云中心的主体

位置外围形成一个巨大的薄层。由于某种原因（至于具体是

什么原因，大家还没有一致的看法），从这一薄层物质中，

又凝聚出各个行星，而星云的中心主体则变成了太阳，各行

星在原来的薄层的位置上继续运转。正因为如此，它们几乎

都在同一个平面——太阳的赤道平面上旋转。

由于同一个原因，各行星在凝聚的过程中所形成的各个

卫星，一般也都在同一个平面上，它们也与各个行星的赤道

平面相合。

至于例外的情况，则被认为是整个太阳系形成许久以后

发生的剧烈变故造成的。冥王星在与地球运转平面成十七度

角的平面上运行（其它各行星都没有这样倾斜的轨道）。有

些天文学家认为，冥王星原先可能是海王星的一颗卫星，后

来有某种大变故使它摆脱了海王星。海王星目前的一颗最大

的卫星“特瑞敦”并不在海王星的赤道平面上运行，这也是

这颗行星发生过大灾变的另一个证据。

木星有七颗位于外围的小卫星不在它的赤道平面上。土

星的最外面一颗卫星也是这样。这些卫星可能在形成太阳系

时都不是在它们目前所处的位置上形成的，而是很久以后才

被这些大行星俘获过来的小行星。

在火星和木星之间运行的小行星当中，有许多小行星的

轨道平面都有很大的倾角，这也同样是发生过灾变的迹象。

这些小行星原先很可能是一颗和各行星在同一个平面里运行

的较小的行星。在太阳系形成后许久，可能是一次爆炸或一

系列爆炸使这颗苦命的行星裂成许多小块，走上各自的轨道，

其中有许多和原先的轨道大不相同。

彗星有各种各样的运行平面。对此，有些天文学家认为，

在太阳系的边远处——离太阳大约有一光年上下——存在着

一个延伸得很远的彗星星云。它们很可能是在发生普遍的收

缩和赤道平面上出现薄层物质之前、就由原先的球状星云的

外层凝聚成的星体。

当一颗彗星由于偶然的机会，从这个球层上掉了下来，

落入太阳系内部时（这可能是由于遥远恒星的引力影响），

它就会在任何一个平面上绕太阳运行起来。

太阳系九大行星的运行轨道为什么都在一个平面上？

8大行星的运转轨道近似在同一平面上他们都是由于太阳的离心力的作用被甩出来，且都是沿着太阳的赤道面被甩出，因此九大行星近似上是在同一个平面上运动，也就是就是太阳的赤道面。

注：太阳系中各种天体在同一平面上运动，轨道近似于正圆形且公转、自转方向相同（北极点上空看均为逆时针旋转，金星自转相反这是特例）这一特点也保障了地球上人类乃至全体生物的存在。试想一下如果太阳系各天体都是无规则运转的话，那么天体撞击地球的事将会屡见不鲜。而这种撞击波足以使生物灭亡！这就是恐龙消失的原因。所以太阳系的这一特点是地球上生物存在的外部原因之一，其他的原因还有1日地距离适中，太阳提够足够的光和热再加上地球的自转使地球的平均温度保持在15度左右。2地球上生态水的存在3地球质量和体积的适当，形成大气层。

太阳系的九大行星运转轨道为什么是在同一平面上

太阳系的行星轨道在近似于一个平面里。

之所这些行星的轨道会如此接近，这要从太阳系的形成说起，根据星云假说，太阳系的行星的形成之初，刚开始聚合到一起的物质及其运动假如不在一个平面上，但在三维空间中，这种运动不能持久，抛开行星与恒星的引力作用，行星之间也会存在引力作用，这种作用必然会相互影响双方的运动状态，最后渐渐趋于平衡状态，这是个多体问题，数学计算比较复杂，行星位于同一平面是理想模型之一。

然而，实际上不可能形成完美的理想模型，因为太阳系不是一个孤立的存在，也受着系外的天体的影响，所以太阳系内的行星运行的轨道也不是完美的平面。

同时，由于地球公转受到月球和其他行星的摄动，地球公转轨道并不是严格的平面，即在空间产生不规则的连续变化，这种变化包括多项短周期的和一项缓慢的长期运动。短周期运动可以通过一定时期内的平均加以消除，消除了周期运动的轨道平面称为瞬时平均轨道平面。黄道的严格定义是：地月系质心绕太阳公转的瞬时平均轨道平面与天球相交的大圆。

行星轨道几乎处在同一平面上，这是怎么做到的？

太阳系中的所有恒星，当由于重力作用而诞生时，通过围绕质量中心旋转而达到平衡，而这种旋转的角动量是守恒的。其结果是一个二维平面，其中向上和向下的动量相互抵消，所有的旋转轴都会合。旋转从四维减少到三维的现象不仅是太阳系，还有银河系，尽管黑洞的吸积盘看起来会大致在同一平面内。

其实，行星围绕恒星基本保持在一个平面上并不是太阳系的特例，而是一个比较普遍的现象，行星围绕其他恒星，其轨道也基本保持在一个平面上，其原因与恒星和行星的形成有关。目前关于天体形成的主流理论是，天体是由星云凝聚而成的。当然，这个理论下还有一些更详细的差异，但主要的观点是，天体的最早形态是星云，由星云的凝结形成恒星和行星。在这个过程中，星云在重力作用下旋转，形成自旋轴和赤道面，因此更多的物质逐渐集中在赤道面，而自旋轴两极的物质减少。当恒星形成时，其余的物质大多在赤道上，随着温度的降低，行星形成。

因此，这些行星的轨道也接近赤道面，随着时间的推移，行星逐渐清空轨道上的物质，最终形成像我们太阳系这样的系统，主要行星的轨道不会偏离赤道面太远。只有那些较远的碎片，受引力影响较弱，没有集中在赤道面附近，而是散布在整个空间。或者发生了一些特殊的事情，比如碰撞，把行星推离了赤道，或者一个外来的行星可能已经远离了赤道。

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为何太阳系所有的行星，轨道都是一个近似平面？

太阳系存在已久有几十亿年的历史了，太阳系中存在无数小行星，这些行星的运动都有一定的规律，我们无法探知宇宙最初诞生之时这些小行星是如何运动的，但是在经过几十亿年的演化之后这些小行星都可以互不干扰地遵循着自己的规律运动。为何太阳系所有的行星，轨道都是一个近似平面呢？大部分研究在解释这个现象时都会归因于角动量守恒，因此行星运动轨道呈近似平面。

其实这种说法也是不完全准确的，因为行星在运动时形成的轨道总会有一定的倾角，有的最大的可以达到十几度，我们平时在书上所观察到的行星运动轨道几乎在一个平面，这是为了便于我们观察和认识，但是实际情况比我们所看到的要复杂。太阳系中小行星的运动受太阳与其之间的引力所影响，还与小行星自身的质量大小有关，经过长时间的演化，宇宙中的所有星体运动达到一个相对平衡的状态，角动量守恒使得所有星体的运动趋于规律。

研究发现，星体在自转时其运动轨道总是在一个区域内，其间呈现大小不一的夹角，举个简单的离子，地球在运动时的轨迹总是位于赤道面与黄道面之间，其他星体也会出现这种现象。但是所有星体在围绕太阳公转时轨迹大约在同一平面，这与星体自身的质量和其他星体对它的作用力有关，为了保证所有星体在运动时既有相互作用又能达到和谐统一，因此公转面会趋于同一平面。

我们对于宇宙的认识还不够全面，关于星体运动轨道近似平面的问题只能简单地归于角动量守恒，但是与星云尘埃或者宇宙磁场的关系并不明确，因此要回答这个问题，还需要更多的证据。