在太陽(yáng)系八大行星中，木星堪稱是“行星之王”，其巨大的質(zhì)量，相當(dāng)其他七顆行星總質(zhì)量的大約2.5倍，為什么木星會(huì)那么大呢？原因簡(jiǎn)單來(lái)講就是：在太陽(yáng)系形成之初，它撿了一個(gè)“大便宜”。

根據(jù)科學(xué)界的主流觀點(diǎn)，太陽(yáng)系誕生于一片巨大的分子云，這被稱為“太陽(yáng)星云”，在大約46億年前，某種外力的擾動(dòng)（可能是鄰近的超新星爆發(fā)）破壞了其內(nèi)部的引力平衡。

在此之后，“太陽(yáng)星云”就開(kāi)始發(fā)生引力坍縮，星云中的物質(zhì)不斷地向其引力中心聚集，隨著這個(gè)過(guò)程的持續(xù)，其中心的密度和溫度也越來(lái)越高，最終點(diǎn)燃了核聚變，于是一顆全新的恒星——我們的太陽(yáng)——就這樣誕生了。

太陽(yáng)的誕生消耗了星云里絕大部分的物質(zhì)，但不是全部，而剩下的“邊角料”則在引力的作用下，圍繞著新生的太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，形成了一個(gè)扁平的盤狀結(jié)構(gòu)。

這種被稱為“原行星盤”的結(jié)構(gòu)，其實(shí)就是孕育出太陽(yáng)系八大行星的溫床，簡(jiǎn)單來(lái)講，其中的物質(zhì)會(huì)不斷地“合并”，像滾雪球一樣越來(lái)越大，最終形成了行星。

按照常理來(lái)講，這個(gè)“原行星盤”的物質(zhì)分布，應(yīng)該是越靠近中心的太陽(yáng)越密集才對(duì)。所以離太陽(yáng)更近的內(nèi)側(cè)區(qū)域，物質(zhì)密度應(yīng)該更大，進(jìn)而能滾出更大的“雪球”，形成更大的行星。

可現(xiàn)實(shí)呢？恰恰相反。太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)的四顆行星都是“小個(gè)子”，而外圈的幾顆行星卻是“大個(gè)子”。為什么會(huì)這樣呢？要理解這個(gè)問(wèn)題，我們得先了解一下在“原行星盤”里，物質(zhì)是怎么“合并”在一起的。

正如前文所言，行星的形成就像滾雪球。其過(guò)程簡(jiǎn)單來(lái)講就是，先是微小的固體物質(zhì)通過(guò)碰撞和靜電吸引彼此，變成一小團(tuán)，小團(tuán)再粘上其他的小團(tuán)，慢慢變大，當(dāng)質(zhì)量增加到一定程度時(shí)，就可以通過(guò)引力吸積周圍的物質(zhì)，直到最終形成行星。

也就是說(shuō)，固體物質(zhì)是行星形成之初的重要材料，固體物質(zhì)越多，行星的形成效率就越高，然而在“原行星盤”的內(nèi)側(cè)區(qū)域，很多物質(zhì)都無(wú)法保持固態(tài)，原因就是，由于距離較近，太陽(yáng)釋放出的熱量足以讓這里的水、氨、甲烷等等揮發(fā)性物質(zhì)都變成氣體。

而在這里能夠保持固態(tài)的，只有那些熔點(diǎn)更高的“硬骨頭”，比如硅酸鹽、鐵、鎳等，為方便描述，我們可以將它們稱為巖石和金屬，這些物質(zhì)在整個(gè)“太陽(yáng)星云”里，含量其實(shí)非常稀少，大概只占了總質(zhì)量的0.5%左右。

更糟糕的是，年輕的太陽(yáng)還會(huì)吹出強(qiáng)大的“太陽(yáng)風(fēng)”，也就是高速的帶電粒子流，它們會(huì)不斷地把“原行星盤”內(nèi)側(cè)的那些氣體物質(zhì)向外“吹”。

所以形成于“原行星盤”內(nèi)側(cè)的行星就面臨著一個(gè)尷尬的處境：能用來(lái)“滾雪球”的固體材料本來(lái)就少得可憐，而大量的氣體材料又被“太陽(yáng)風(fēng)”無(wú)情地吹走。在這樣的情況下，它們自然就長(zhǎng)不了多大，最終只能形成我們今天看到的這幾顆“小個(gè)子”行星。

現(xiàn)在，讓我們把視線從向外移動(dòng)。隨著距離太陽(yáng)越來(lái)越遠(yuǎn)，溫度也會(huì)逐漸下降，當(dāng)遠(yuǎn)到一定距離時(shí)，那些被太陽(yáng)烘烤成氣體的揮發(fā)性物質(zhì)，就會(huì)重新凝結(jié)成固體的冰晶。這種“剛好能讓揮發(fā)性物質(zhì)凝結(jié)成固體”的溫度邊限，就被稱為“凍結(jié)線”（frost line）。

由于“太陽(yáng)星云”中的揮發(fā)性物質(zhì)主要由氫、氧、碳、氮等元素組成，而這些元素的總量遠(yuǎn)高于構(gòu)成巖石和金屬的元素，因此在“凍結(jié)線”的外側(cè)邊緣，除了那點(diǎn)巖石和金屬外，還多出了數(shù)量龐大的、由揮發(fā)性物質(zhì)凝結(jié)而成的固體冰晶。

所以我們不難想象，如果有一顆行星正好在“凍結(jié)線”的外側(cè)邊緣形成，那它就撿了一個(gè)“大便宜”，因?yàn)樵谶@里，它不僅擁有“本地”豐富的固體物質(zhì)，還把這些從內(nèi)側(cè)長(zhǎng)途跋涉而來(lái)的“外地物資”也一并笑納了。

由于不同物質(zhì)的凝固點(diǎn)也不一樣，因此“凍結(jié)線”其實(shí)是一個(gè)距離范圍。根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)，“凍結(jié)線”的范圍大約是距離太陽(yáng)4至5個(gè)天文單位，而木星正是形成于“凍結(jié)線”的外側(cè)邊緣，這也就意味著，撿到這個(gè)“大便宜”的，正是木星。

正是因?yàn)槿绱耍谔?yáng)形成后的大約300萬(wàn)年時(shí)間里，原始的木星就迅速成長(zhǎng)為一個(gè)質(zhì)量高達(dá)地球10到15倍的龐然大物，在此之后，木星就正式走上了它的“王者之路”，因?yàn)榇藭r(shí)它的引力，已經(jīng)強(qiáng)大到足以始捕捉并束縛氫和氦，而在“太陽(yáng)星云”中，氫和氦占據(jù)了總質(zhì)量的大約98%。

這一下，木星的成長(zhǎng)模式徹底改變了，它進(jìn)入了一個(gè)被稱為“失控氣體吸積”的瘋狂階段。

其過(guò)程可以簡(jiǎn)單地描述為：原始的木星不斷吸積氫和氦，質(zhì)量隨之增加，引力也變得更強(qiáng)；更強(qiáng)的引力又使它能夠更高效、更迅速地從周圍環(huán)境中吸積更多的氫和氦，質(zhì)量進(jìn)一步增加，引力進(jìn)一步增強(qiáng)……如此循環(huán)往復(fù)，形成了一個(gè)正反饋的“失控”過(guò)程。

此時(shí)的木星，就像一臺(tái)宇宙級(jí)的超級(jí)吸塵器，瘋狂地吞噬著周圍的氣體，而在太陽(yáng)風(fēng)的推動(dòng)下，太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)的大量氫氣和氦氣還在持續(xù)向外擴(kuò)散，為木星提供了源源不斷的原料……

這樣的情況就使得木星的質(zhì)量迅速增加，根據(jù)科學(xué)家的推測(cè)，木星可能僅用了幾百萬(wàn)年，便積累了其絕大部分的質(zhì)量，成為了我們今天所見(jiàn)的這顆龐大的氣態(tài)巨行星。

當(dāng)然，木星的“胃口”再大，也不可能把“凍結(jié)線”以外的所有物質(zhì)都“吃干抹凈”，在它更外側(cè)的軌道上，土星、天王星和海王星也同樣受益于“凍結(jié)線”的饋贈(zèng)，它們也各自形成了一個(gè)比地球大得多的核心，然后，它們也開(kāi)始吸積氫和氦，成長(zhǎng)為巨行星。

只不過(guò)，它們沒(méi)有木星那么幸運(yùn)。一方面，它們距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，那里的物質(zhì)本身就更稀薄一些，“原材料”的供應(yīng)不如木星的“地盤”那么充足，另一方面，木星這個(gè)“大哥”實(shí)在是太霸道了，它已經(jīng)搶先一步，把大部分從“原行星盤”內(nèi)側(cè)擴(kuò)散出來(lái)的，以及它軌道附近物質(zhì)席卷一空。

所以，土星雖然也成了一個(gè)龐大的氣態(tài)巨行星，但質(zhì)量還是比木星小了很多，而更遠(yuǎn)的天王星和海王星，它們能分到的“殘羹”就更少了，它們的核心雖然也很大，但捕獲的氫和氦相對(duì)較少，所以它們的體型更小一些，由于其冰晶的成分（如水、氨、甲烷）比例更高，因此它們也被稱為“冰巨星”。