火星的身世：从太阳系的起源说起
大约46亿年前
盘状的太阳星云
从一大片又冷又暗的
气体云中诞生
太阳自己并没有任何暴露确切年龄的线索，我们之所以能够知道太阳系的“生日”，是因为迄今从陨石中找到的最古老固体物质，年龄约为45.68亿年。一般认为，太阳系的各个地方是同时开始演化的，因此，天文学家把这个时间定为太阳系的“T0时间”。
刚刚诞生不久的太阳系是这样一番景象：星系盘的绝大部分质量集中在中心，太阳还没有正式成为一颗真正的恒星，但在这时已经开始发出光芒，并且吹出来的星风比现在的太阳风猛烈得多。
在太阳周围，气体被原始太阳的热量和星风清扫得干干净净，只剩下固体的尘埃，主要成分是微米大小的矿物颗粒；气体和挥发性物质保留在更远的地方，随着盘面的旋转，物质渐渐在挥发性物质开始可以冻结的区域堆积，因为堆积的都是冰冻物质，所以被称为“雪线”。
木星首先在雪线外侧形成，土星的诞生比木星稍晚，太阳系行星中最年长的这哥俩诞生的时候，星系盘可能还保留着明显的圆盘结构。
天王星和海王星几乎是同步形成的，而内侧的岩石行星起步则要晚得多。等它们进入热火朝天的成长阶段时，气体盘早已消散。
因此，太阳系的八大行星中，气体行星都比岩石行星稍微年长。
新生的恒星清扫开周围的气体，气体巨行星即将在雪线的边缘形成。艺术家概念图。
（ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. Kornmesser (ESO)/Nick Risinger (skysurvey.org) ）
当然，气体行星和岩石行星的形成方式也很不相同。
气体行星的生长主要靠吸积，在形成一个内核之后，它们好像滚雪球一样，把所过之处的气体吸附到自己身上。
而岩石行星的生长主要靠碰撞，小块的固体碰撞到一起，有时飞溅开来，有时则可以合二为一，形成更大的团块。
因此在一段漫长的时间中，撞击与火光是太阳系内侧的主题。
固体物质生长的“种子”大部分也是来自雪线外侧，因为颗粒的碰撞需要气体的帮助。太阳星云内最初的固体颗粒是微米级别的，它们与星系盘中的气体共存，在星系盘旋转时，盘内的气体和固体速度不一致，这就让固体颗粒不断彼此碰撞，断断续续地逐渐长大。长大到几厘米量级的固体颗粒受到更大的气体阻力，速度变慢，落向雪线内侧，再在那里吸附和清扫微小颗粒，继续生长，成为直径千米量级的“星子”。
小行星486958“Arrokoth”，也就是曾经被称为“天涯海角”的小天体，是人类探测器拜访过的最远的天体，也是太阳系古老星子的孑遗。（NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko）
星子是能够靠自身引力维持轨道运动，而不被气体阻力影响运动的小天体。到了这个时候，星子们的轨道都相对稳定了，它们需要外力推上一把，才能互相碰撞到一起。
木星和土星此时出手了。这两颗先一步形成的行星质量巨大，在它们运行时，引力拉扯着内侧星子的轨道，让星子们的轨道产生交错，最终碰撞到一起。星子互相融合，最终成长为月球大小的“行星胚胎”，或者说原行星。
一些科学家估计，在整个内太阳系，约有100个原行星，它们要经历最后的“装配”，才能最终形成行星，这个过程大约花费100万到1000万年。
在行星胚胎的成长过程中，离木星轨道更近的那些星子受到更大的影响，碰撞更为剧烈，形成得也更早。同样，在“装配”行星胚胎时，距离木星轨道更近的那些也更容易发生碰撞，从而先一步形成行星。
从火星的轨道和相对较小的质量来看，火星很可能是四颗岩石行星里最早形成的一个，比地球稍微年长。它虽然个子更小，但却是地球的哥哥。
和地球的卫星月球不同，火星的两颗小卫星至今还没能弄清身世。
目前的主流理论认为，月球来自一次猛烈的撞击。在地球诞生（也就是它清扫出属于自己的轨道，把自己安顿下来的时候）之后不久，一颗大小与火星相仿的原行星撞上地球，让尚未凝固的地球飞溅起一大团被气化的岩石，最后在绕着地球的轨道上形成了月球。
月球自身的引力让它呈现出接近完美的球形，而火星的两颗卫星则有着非常不规则的外形。由于它们的种种光谱特征与小行星带中的一些小行星非常近似，不少人认为它们是被火星引力俘获的小行星。
但也有人认为，它们俩来自火星曾经遭受的一次撞击，当时有大量物质飞溅到空间中，形成了许多个类似火卫一和火卫二的小天体，围绕着火星运行，但在漫长的时间内逐渐散逸，只留下了其中的两颗。
只不过，火星经历的这次撞击，其规模远远不如形成月球的那一次。由于位于内太阳系的最外侧，火星很可能从来没有机会与另一颗原行星相撞，这也是它停留在较小质量而没有继续长大的原因之一。
推荐阅读
作 者 | 刘茜
编 辑 | 石磊