為什麼太陽系中靠近太陽和遠離太陽的行星體積都相對較小，只有中間的木星土星才比較大？

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這應該不是巧合吧。
為什麼離太陽太近或者太遠都無法誕生體積較大的行星呢？

這個現象和太陽系的形成過程有關。

我們先來看看太陽系的構成。

圖片來自http://hk.apple.nextmedia.com/news/art/20060825/6252503

距離太陽最近的是四個岩質行星，水星，金星，地球和火星。火星以外有一個小行星帶。再往外是氣態行星木星，土星，天王星和海王星。最外層是柯伊柏帶，被降級的冥王星就在其中。

太陽系形成於一個碟形的星雲盤（地球為什麼公轉？ - Mandelbrot 的回答）。星雲盤中大部分塵埃和氣體（99.8%）集中於中心，當溫度達到臨界點後，核聚變被點燃，形成了太陽。初生的太陽向外釋放出強烈的太陽風，把近處的氣體吹向遠方，只有比較重的固體塵埃可以留下來。所以，在太陽比較近的地方形成了4個岩質行星，水星、金星、地球和火星。而在較遠處，形成了氣態行星，木星，土星，天王星和海王星。

在太陽誕生3百萬到1千萬年之間，太陽風已經把剩餘的塵埃和氣體吹到了星際空間，行星的生長從此停止了。

下圖是一個形成於4百萬年前的年輕恆星群。它們的恆星風推開了星雲中的氣體和塵埃，在星雲內部形成一個空洞。

圖片來自http://www.earth-inf.tk/2013_01_01_archive.html

圖片來自http://www.solstation.com/stars/sol.htm在岩質行星中水星最小，只有地球質量的5.5%，體積甚至小於土星的衛星泰坦。同時水星有一個大得和它的尺寸不相稱的核。看起來這顆行星的外殼被剝掉了一層。天文學家推測水星剛形成時體積應該是現在的兩倍，而它失去外殼的原因可能是

早期的太陽極不穩定，曾經有特別活躍的時期。水星的岩石外殼被蒸發成氣體，然後被太陽風吹走了。
水星早期曾經遭受大量隕石轟炸，在這個過程中失去了核外的大部分物質。

而金星的大小和地球相似，為地球質量的81.5%，而火星比較小，只有地球質量的10.7%。對於這個現象，天文學家也提出了若干假說。

在原始星雲的這個位置，是一個物質分布比較稀疏的區域，所以用於形成火星的物質不多（下圖中的A）。
木星和土星在早期軌道變動較大，曾經多次在遠近軌道來回遊走，把火星軌道區域的物質大部分都帶走了（下圖中的B）。

圖片來自Why Is Mars So Much Smaller Than Earth?

小行星帶中除了少數幾顆較大，如穀神星，灶神星等，其他的都很小，大多數都是塵埃，而且分布很稀疏。總質量大約是地球的千分之一。在太陽系形成初期，小行星帶的質量和地球差不多，但是後來多數物質都被其他的行星的引力彈射出去了。這個區域不能形成大行星的主要原因是木星和土星的引力作用，使得小行星運行速度很快，相互碰撞後不能凝聚。

圖片來自http://www.solstation.com/stars/sol.htm木星是最大的行星，它的質量是地球的318倍，並且超過了其他所有行星質量的總和。木星獲得如此巨大的在質量主要原因是絕佳的位置。它成為行星中的老大主要有以下原因。

太陽風把氣體和塵埃向外吹，這裡形成一個物質比較集中地區域。這裡聚集了大量的氫和氦。固態的塵埃也不少。
這裡剛好在太陽系的雪線之外，水可以以固體形態（冰）存在。這些冰的存在使原始行星核能夠快速漲到地球質量的數倍，獲得足夠的引力去吸引氫和氦。
在這個遠離太陽的地方，物質運動速度比較慢，也讓凝聚變得更容易。

木星的形成過程是這樣的。首先是固態的塵埃和冰凝聚成一個約是地球質量數倍的核，然後以這個核為中心吸附氣體。吸附過程中會形成和黑洞相似的吸積盤。

土星的形成過程也一樣，但是由於物質不夠多，就比木星小了一號（地球質量的95倍）。但是它的體積卻高達木星的60%，所以它是太陽系中密度最小的行星。常常可以看到這樣的說法，如果把土星放在水裡，它會漂起來。

天王星和海王星質量很相近，分別是地球的14和19倍。過去天文學家認為它們是和木星土星一樣的氣態行星，但是近年發現它們大部分是固態的水，氨和甲烷，所以它們被歸為新的一類行星：冰巨行星（Ice Giants)。它們形成於木星和土星之後，這時太陽風吹散了多數剩餘的氫和氦，它們只能得到比較重的物質，質量也因此要小得多。但是，在它們現在的位置是很難得到這些原料的。據推測，它們應該形成於離土星比較近的地方，甚至是木星和土星之間，然後在大行星的引力角逐中被拋到了外圍。

柯依伯帶包含很多未能凝聚成大行星的碎片，包括冥王星。它們也是在木星以內的位置形成的，在太陽系的早期被大行星的引力拋了出來。當海王星被拋出來的時候，擾亂了柯依伯帶的軌道，讓這些小行星繼續向外遷移，達到了今天的位置。

圖片來自http://www.scientificamerican.com/article/new-close-ups-of-pluto-and-charon-present-puzzle-for-scientists/

以上是太陽系行星形成的過程。天文學家相信，太陽系並不特殊，所以其他恆星系應該也有類似的結構。然而，這些年來對太陽系外行星的觀察卻讓他們大跌眼鏡。第一批找到的行星多數都是像木星一樣的氣態巨行星，但是距離恆星很近（比水星軌道更近），有的甚至公轉一圈只要幾天。這些行星被稱為熱木星（Hot Jupiter）。按照太陽系形成理論，這樣近的位置是不可能形成氣態巨行星的。天文學家推測，它們應該是形成於離恆星較遠處，然後慢慢遷移到現在的位置。熱木星通常處於潮汐鎖定狀態，自轉周期和公轉周期相同，所以有一面永遠對著恆星。巨大的溫差造成猛烈的風暴。

OGLE-TR-56b是一顆很奇特的熱木星。它距離恆星只有0.0225個天文單位，所以它繞恆星一周只需要29個小時。在如此酷熱的地方，它有著自己的氣候系統。它的大氣中可以形成雲和降雨。但是和地球不同的是，那裡的雲是鐵蒸氣，雨是液態的鐵。

我們頭腦中的太陽系形象一般是各大行星在自己的軌道上相安無事地圍繞太陽公轉。但是，在百萬年或者億年的時間尺度上，行星的軌道一直都在變化，這是行星之間的引力相互作用造成的。比如，火星軌道的偏心率一直在增加。50億年後，將會和地球軌道交叉。到時候很有可能上演一幕火星撞地球的災難片。水星軌道的偏心率也在增加，所以它受到金星引力影響也在加大，最後的結局可能是撞上金星或地球。

圖片來自Earth Impact/Collision, creation of the moon: Astronomical Illustrations and Space Art

一種理論認為太陽系誕生之初，重元素會集中在內部，輕元素會集中在外側。

所以密度大體積小的岩態行星離太陽近；密度小體積大的氣態行星離太陽遠。

當然也有一些科學家反對這個理論，認為早期的行星運動可能改變了最初的行星排列位置。

以上僅供參考。

@Mandelbrot 大神已經說的很好了，歡迎大家多多點贊，我也就簡單的說兩句。

有一個非常應該知道的常識就是，如果有人問到太陽系密度最大的行星是什麼，一定要回答我們地球。離太陽最近的水星、金星、地球、火星都是有大量重元素高密度的存在，而這樣高密度的物質自然不多，所以也就形成了這麼四個固體行星。而我們熟知的木星、土星雖然大，奈何密度太低，基本就是被某核心聚集起來的大量的氣體形成的東西。

太陽系在形成初期，基本上就是個一片混沌的狀態（分子雲），輕的重的物質都在漂著，而太陽這個聚變中心形成後，它不僅僅提供巨大的引力，同樣也會「吹」出來大量的能量。

其實這裡可以打個簡單但不是完全恰當的比方，你對著一堆沙子吹口氣，往往會有幾個小石子留在原地，其他大量的細沙被吹飛了出去。再發散一下，一股風吹過北京埋了巴汰的地面，捲起了一堆沙土、灰塵、楊絮，如果形成幾個龍捲，你會發現裡面往往是石頭和沙子，外面會有一大團一大團的楊絮圍繞。

所以如果放到太陽系也是如此，四個類地行星離太陽較近，這東西質量不大密度不小，最後也就沒飛多遠，火星的外面是小行星帶，類地行星就是一些高密度物質聚集的結果，尤其是最近的水星，2/3都是核心，基本就是個大鐵球，要不是質量小密度會比地球還大。其實還有一個假說，說地球密度如此之大，就是因為一個密度很高的行星撞到地球上，不幸被地球吞了，而地球卻拋出來了一堆玩意，最後形成了月球。

火星的外面是小行星帶，別看數量大，加在一起質量也和地球差不多，基本就是沒聚集起來的塵埃，而這個外面就是氣體行星木星、土星了，你也可以看成是前面所說的聚在一起的棉絮，可能非常大但是密度不敢恭維。至於冥王星等柯伊伯帶矮行星的問題， @Mandelbrot也說了，這個很可能是從木星土星那邊被扔出去的，這倆玩意也都像個小太陽了。

簡單點說也就是萬有引力、潮汐力等加上太陽本身放出的能量，本來相對均勻的物質在太陽的作用下吸引又吹散，各個物質團自己又因為引力而聚合，但終究是要維持太陽系系統的平衡。在太陽老大手下混，沒被撕碎能把自己搞成大行星的，至少得有點本事，就算如土星這樣「外強中乾」，你也得塊頭大不是，而且人家周邊就挺均勻的——

圖土星和土星環。

就這樣吧。

當大家回答這個問題時，都把太陽系的形成，當作這一原星雲內部的物理原因，而忽略了在我們能測量到行星大小的恆星系統中，幾乎所有的都是在恆星附近有大於、遠大於地球的氣體行星，而且大行星圍繞恆星高速旋轉的情況，遠比太陽系這種情況來得普遍。如果忽略了這一點，就很容易把太陽系當成銀河系中，離太陽不遠的同一區域內，唯一的具有重要意義的恆星系。其實是一種變相的太陽中心說（前面有同學說這「純屬偶然」，我認為就是「太陽中心說」的一種委婉的說法）。而我們知道，太陽中心說早已不是科學學說了。雖然，我們可以用人類的觀測能力還不夠等等說辭搪塞，但是，仍然解決不了太陽系的「特殊性」這一問題。所以，不論大家怎麼看，太陽系的形成一定有與其它恆星系不同的自然原因，否則的話，就解釋不了為什麼附近的有行星的恆星系大都是圍繞著恆星有高速旋轉的大行星的現象。而且這個原因應該是能夠預計並且能夠找得到類似情況的。太陽系不應該是特例。我的能力不夠，不足以解釋這種現象，但是，除非能夠找得到類似太陽系這樣的情況，否則，就不得不承認，太陽系就是個唯一的特例。

可以參考太陽系的形成。
太陽系從一團星雲中誕生。中心區域物質不斷彙集，質量不斷增大，直到發生核聚變。核聚變開始時，瞬間的爆炸將大量的物質拋向遠方。在衝擊波太陽風以及太陽引力的作用下，大量的氫被吹到大概現在木星和土星的位置，因此木星和土星獲得較多的物質。後期，太陽風及太陽熱量的作用下，太陽系內層行星沒辦法保留大量的氣態物質體積較小，中間氣態行星體積較大，外層固態行星體積又較小。還有幾十億年來太陽系外隕石的撞擊也會導致行星的體積變化。

天王星和海王星這倆冰巨星被說小，真的委屈死了呢！

比較大的行星只能是氣態的。離得近溫度太高，氣態行星待不了；離得太遠材料都用完了，不夠湊一個大號的了

研究太陽系的解釋為內太陽系收到輻射能量多，溫度高，無法存在大型氣體星球。
但通過系外行星研究，又大量的熱木星存在，還沒有很詳細的解釋，受制於測量技術，很難發現岩石行星。

密度小的上浮，密度大的下沉

看他們排序，質量越小排越前面，越遠行星質量越大，質量大的不易給太陽引力捕抓到，我感覺小行星是火星給太陽引力撕破碎的，或者被什麼撞擊破碎，然後形成小行星帶，但是小行星帶眾星互相吸引，質量也很大，就像一串項鏈，每個不大，但一串就挺重的，火星是項鏈大墜子。火星行星帶總質量應該超過地球，所以才排地球後面，火星只有地球10% ，其他小的只有千分之1. 這樣項鏈似乎總質量還不夠，估計火星行星帶里還有幾個大行星沒發現。然後那些遠的天王海王星，因為太遠了，地球引力抓不到。而且他們質量也大。另外估計火星之外的幾顆大行星也對火星和行星帶產生引力。拉著他不往太陽那邊跑。

小行星帶很可能是幾個大行星的屍體，當然，火星什麼的和它們也可能是一起的。

因為太陽系在那一個時間，發生了過什麼重大的時件！
同時整個宇宙也發生了一件大事情：宇宙開始由迅速緩慢膨脹突然變成加速膨脹！（我亂猜一下，是不是暗能量突破一個閾值了？）
太陽系當時到底發生了什麼？不知道！（我亂猜一下，因為宇宙加速膨脹，太陽被從銀河系更靠內的位置被扔到現在這個郊區位置？打個比方從北京昌平區被一腳踢到密雲水庫了……）
整個太陽系的秩序徹底亂了，木星和土星被甩了出去，早一步被木星土星踢走的天王星和海王星被推到更遠的地方。
地球開始遭受瘋狂的小行星、彗星和隕石的攻擊……這有個專門的名稱，叫「後期重轟炸期」。
根據最新的宇宙行星研究，其他恆星的行星，最普遍的有兩大類：迷你海王星（氣態行星最普遍類型都比海王星小一圈）和超級地球（固態行星最普遍類型都比地球大一倍）。
太陽系的氣態行星都比「迷你海王星」大，且有四個；固態行星都比「超級地球」小，且有四個；真是一個非常奇特的恆星系。