理论上一个行星上最大的陨石坑能达到行星的什么比例？

行星级的碰撞事件非常常见，而且极端暴力。这些撞击不止让天体变成到处乱飞的流体，还会改变整个恒星系的轨道分布。

朱诺号于 2016 年抵近木星，它传回的引力场数据显示木星的内核是碎的。近一步分析是 46 亿年前有一颗比地球大 10 倍的岩质行星撞击了木星的正中间，完全击碎了木星的岩质内核。按照当量来说比忒弥亚大了好几个数量级，是太阳系形成至今的最大撞击。链接

天王星的自转倾角高达 98 度，几乎是躺在轨道上转动，这是因为至少有一颗 2 倍于地球的冰石质行星把天王星给撞翻了，并改变了天王星的轨道。从撞击物相对于天王星比例来看，比忒弥亚相对于地球还要大。链接

水星的铁核占了它体积的 85%，这意味着曾经有一个水星质量一半以上的行星撞击过它，剥去了它绝大部分岩石地幔并抛撒到太空。

45 亿年前地球被忒弥亚撞击后抛出物形成了月球。值得注意的是，这颗火星大小的天体是以一个非常微妙的角度撞击才能同时形成月球和地球板块，我有在另外一个回答中提到过这个意外对于地球生命起源的关键作用。没有这次撞击，就没有地球生物。

如何看待费米悖论认为的最可怕的事实是宇宙根本没有外星人？

金星的自转方向是反的，这有可能是 45 亿年前一颗火星大的行星把它给撞翻了 180 度，上下颠倒了。这目前只是其中一个假说，有可能撞击规模比较小，只是减慢了金星的转速。链接

所以在太阳系内，大撞击就已经多次发生。这些大撞击剧烈到不可能形成陨石坑，而是完全重新塑造了行星外观。

陨石坑？穿甲弹打西瓜，瓜都没了还哪来的坑。

所以这就有个问题：

这些大撞击那么剧烈，会让行星的轨道变成椭圆，为什么太阳系行星的公转轨道还那么圆？

这是因为三个原因，但最后一个原因最重要：主要是因为我们人类运气好。

首先，上面的撞击事件基本都发生在 45 亿年前，也就是太阳系形成之初，当时原行星盘还没有完全消失。大撞击后行星的轨道确实椭圆化了，但它在新轨道上会很快被气体消耗动能，从而把轨道圆化——很显然，圆形的轨道气体已经被清空，行星能够在这个圆轨道上稳定的运行下去。

但是，这种星际气体对行星轨道的圆化作用只发生在太阳系形成的头几千万年，之后太阳系中的气体消失，就没有这种轨道圆化效应了。

第二个原因是太靠近恒星的行星，会因为潮汐力的作用把椭圆轨道给圆化。因为潮汐力不断把行星拉长，行星内部物质受到摩擦加热，这部分热能就来源于轨道改变损失的机械能。水星就是因为这个效应轨道圆化了。不过，这个理由解释不了水星之外行星轨道为什么是圆的。

第三个原因最重要，我们看到太阳系行星的轨道都很圆，是因为我们只能在这种太阳系中生存下来。这就是一种幸存者偏差。

排除公转周期过短的行星（小于 10 天），我们太阳系行星的平均偏心率是 0.06（中位数 0.48），目前发现的几千颗系外行星的平均偏心率是 0.28（中位数 0.22），太阳系行星轨道比系外行星圆 4.6 倍。

考虑到现在发现的系外行星大多数是凌日法发现的，这些行星离恒星较近，前面说过它们会受到潮汐力影响轨道圆化。如果把未发现的较远行星加入统计，那系外行星的轨道椭圆化趋势就更离谱，相比之下太阳系真的就是一个另类。

而且我们还发现了很多类似彗星的行星，比如 HD80606b 这颗气态巨行星偏心率高达 0.93，远日点 0.88 个天文单位，近日点才 0.03 个天文单位，简直就是一头朝恒星扎下去。NASA 链接喂鸡链接

想想看，如果我们地球轨道类似它，会在靠近太阳时升温八百多度，然后在一天后又下降 800 多度……

这些行星的数量不多，但是我们太阳系有八大行星，只要其中有一颗和它一样走这么扁的轨道，那总会引起多米诺骨牌效应，把太阳系行星平衡搅成一锅粥。

为什么说我们人类幸运呢？

我们地球轨道的平均偏心率是 0.0167，这个椭圆轨道导致地球出现几万到几十万年的米兰科维奇气候周期。如果地球轨道变成像那些系外行星一样椭圆，地球会变成什么样？（偏心率 0.28）

那么在近日点时海水会被加热到局部沸腾，远日点时全球海水会被冰冻，由于大部分时期会运行在远日端，所以会是一个长期的冰河期和短暂的酷夏，怕是没有植物能够适应。

而且地球近日点已经到达金星轨道，远日点到达火星轨道，地球要么撞上金星，要么撞上火星，要么地球先和月球先撞成一坨，再撞上金星火星两者之一，要么由于极致的引力弹弓效应，地球被弹到水星轨道以内或是行星轨道之外，或是干脆被弹出太阳系。总之就是不会有人活下来了。

我们太阳系行星之所以那么圆，就是因为不圆的话就不会有生命诞生，即使生命诞生了也演化不了多久就被灭绝了。

既然恒星系中的大撞击这么频繁的发生，行星被撞得到处乱飞，而太阳系行星的圆轨道只是个小概率的意外，那么其它恒星与太阳具体有什么不同？

首先恒星系大概率是多体星系，多体恒星会长期对行星实施引力扭曲（参考《三体》中的乱纪元）。即使是现在观察到的单恒星系，大概率之前也是位于多体星系之中，后来才被甩出去孤零零一颗星的，我们太阳系是个非常难得的至始至终的单恒星系，从来没有被其它恒星近距离影响过。

其次是其它恒星系被周围恒星引力干扰过。太阳系位于银河系荒凉稀疏的外围，银河悬臂这个密度波扫过太阳系时，会压缩周围恒星与太阳的距离，从而扰乱行星的轨道。我们是运气比较好，45 亿年来，太阳系行星至始至终没有被邻近恒星引力影响过。要知道太阳诞生于一个密度不算小的星团中，这真是比中彩票还难。

再次其它恒星系的原初气体被吸收得比较快，行星之间的撞击发生得比较晚，就没有了原行星盘对轨道的圆化作用。

那么为什么太阳系的原行星盘消失得慢呢？因为太阳是少有的 G 型主序星，早期演化比较温柔，不像其它恒星爆发太猛烈，一下就把气体吹跑了。而且太阳系原行星盘气体的粘滞力比较适中，其它恒星气体要么太强要么太弱。

最后，木星和土星维持了太阳系行星轨道的圆形。这种动力机制是个非常小的概率事件。

在太阳系形成的最初几百万年，木星就已经形成并向内侧迁移到了火星轨道位置，它清空了这些地方的原行星盘从而阻止太阳系内侧出现更多大天体。要不是这样，地球有可能会被其它忒弥亚多撞好几次。

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木星在清空火星轨道之后，土星开始把它往回拉到了现有的轨道上。这个过程中太阳系内侧的水、金、地、火四颗行星也被往外拉，它们四者的轨道在扩大后距离变得疏远，从而更难碰撞。

自此，土星和木星就让太阳系的内部大撞击事件在很早期就结束了。不像其他恒星系，原行星盘消失后还长期有大撞击的发生几率。

之后木星和土星之间形成了 5：2 的轨道周期，既木星公转 5 圈时土星刚好公转 2 圈，这种共振效应让它们维持了彼此的近圆轨道。如果没有这种效应，哪怕木星的离心率只是增加到 0.15，地球和火星都会被甩出太阳系。如果没有土星和木星这两个稳定器，那么其它恒星接近时，太阳系天体会更容易受到引力扰动，银河系悬臂密度波经过时就是人类的末日。

而这种机制在目前已知的系外行星上还没发现。发现最多的行星还是热木星，也就是大型行星形成后向内迁移的过程没有受到制约，一直抵近到离太阳很近的程度（大多比水星还近太阳）。

目前我们看到那些偏心率很高的系外行星，除了大撞击改变了它们的轨道外，还有一个很重要的原因，就是那些行星是把之前的行星给甩出了恒星系，自己给留下了。

所以当我们看到类似弗里德堡陨石坑的时候该感到幸运。我们真是走了狗屎运，才没一头撞到木星或是被甩出太阳系。

每当我们人生陷入低谷，就想想我们有多幸运。