行星的形成
在引力引起空间中的分子云在原恒星上崩塌的过程中,物质并不简单地直接落向原恒星。取而代之地,由于云团原有的旋转,物质螺旋下落并在恒星周围形成厚实的物质盘,这就是吸积盘。
原恒星释放出亚原子粒子,如电子和质子,这一过程形成了向原恒星外吹出的恒星风。由于吸积盘中大量的物质阻碍,使得恒星风难以吹出吸积盘。
但是,沿着吸积盘的轴存在着下落尘埃相对较少的区域,粒子能够轻易地从中切出一条离开原恒星的路径,因此形成了圆锥形的空腔,一旦尘埃被清空时,辐射也能够从中逃逸出原恒星。当辐射与腔壁碰撞时,它被那里的尘埃散射。
我们能够看见朝向地球散射的辐射,因此这一天体被称为反射星云。空腔是从原恒星的旋转极上延伸出来的,所以被称为偶极外向流。
吸积盘被天文学家认为是行星形成的场所。物质构成的尘埃盘在织女星和绘架座β周围都有发现,它们可能是行星形成的场所,甚至是等待落向中心恒星的彗星的仓库。
↑猎户星座中的巨分子云非常大,如果我们能够通过眼睛直接看到它,就会发现它覆盖了整个星座。图中的巨大明亮区域是星云,也是恒星形成的主要区域。
在解释行星在恒星周围的吸积盘中形成过程上存在着两种理论。第一种理论认为吸积盘发展出了与母气体云碎裂和崩塌过程中同样方式的引力不稳定性。这其中的不稳定点在引力作用下发生崩塌,将物质拉向它们并形成了原行星。最终它们停止崩塌,行星也由此形成。
另一种理论目前为大部分天文学家所接受,被称为碰撞吸积。在这里,吸积盘中的尘埃粒子相互碰撞,一些粒子结合在一起,于是它们变大了一些,这也增加了它们的质量以及引力。当它们与尘埃的另一种粒子碰撞时,粒子被吸附,从而被称为微行星的岩石粒子经过数千年逐渐形成。
微行星与现在的小行星类似,它们继续环绕中心恒星旋转,但由于它们的轨道相互交错,它们常常相撞。这使得它们聚集,直至行星大小的体积形成。
↑行星系统的形成与恒星的形成同时发生。在第一阶段,环绕星系中心运动的巨分子云中在高密度的区域发展出了引力的不稳定性。这些崩塌区域被称为致密核。第二阶段显示了致密核中的内部进程,它们有着进一步的崩塌区域,与整个云团中的情况极其相似。其中一个区域可能形成星云,其中心有一个致密核,它将成为恒星,周围包围着高温的螺旋气体盘,它们将冷却并且浓缩形成粒子并且最终聚集(吸积)形成行星。
↑绘架座β星拥有由物质构成的拱星盘,这颗恒星距离我们50光年,这一盘状结构能够在这张图上很清楚地看到。在它的中间,恒星由于被遮挡,并没有盖过盘中反射出来的昏暗光线。这一盘状结构向恒星外延伸了600亿千米——比太阳系中冥王星的轨道离太阳的距离远10倍。不同于形成中的恒星系统,环绕绘架座β的盘状结构可能是聚集着彗星的柯伊伯带。
1.巨分子云2.围绕星系中心旋转3.崩塌区域4.引力吸引5.崩塌区域6.原恒星7.吸积盘8.高温气体:硅酸盐分子凝结9.低温气体:冰冷分子凝结10.原行星11.围绕恒星旋转
一般认为太阳系初始时有着大量的微行星,它们在3000万年中逐渐地聚集在一起形成原行星,并且最终在1.5亿年后形成了4颗内太阳系行星。
大约在100万年后,当母恒星的演化到达核心开始发生核聚变——温度达到大约800万度——的阶段时,行星的形成停止了。