太陽星雲學說檢視原始碼討論檢視歷史
太陽星雲學說是讓地球所在的太陽系形成的氣體雲氣,這個星雲假說最早是在1734年由伊曼紐·斯威登堡提出的。在1755年,熟知斯威登堡工作的康德將理論做了更進一步的開發,他認為在星雲慢慢的旋轉下,由於引力的作用雲氣逐漸坍塌和漸漸變得扁平,最後形成恆星和行星。拉普拉斯在1796年也提出了相同的模型。這些可以被認為是早期的宇宙論。
當初僅適用於我們自己太陽系的形成理論,在我們的銀河系內發現了超過200個外太陽系之後[1],理論學家認為這個理論應該要能適用整個宇宙中的行星形成。
原始的星雲
假說主張一個行星系統原始的型態應該是一個,由非常低溫的星際氣體和一部分巨大的(典型的直徑應該有~10,000天文單位)分子雲組成,大致成球形的雲氣。這樣的一個星雲一旦有足夠的密度,在本身的重力作用下便會開始收縮,也可能經由鄰近區域產生的引力波(像是超新星造成的震波)壓迫了分子雲,造成重力坍縮的開始。星雲的成分將反映在形成的恆星上,像我們自己太陽系的星雲相信是由98%來自大爆炸的氫和氦[2](以質量計算),以及2%來自早期死亡的恆星拋回星際空間的重元素組成(參見核合成)。重元素所占的比例就是所謂的星雲的金屬性;在統計上,金屬性高的恆星(也就是在金屬含量較高的星雲中形成的恆星)較有可能誕生行星。一旦開始,太陽星雲的收縮就會慢慢的、但無可避免的加速。
在坍縮中,有三種物理過程會塑造星云:溫度上升、自轉加速和平坦化。溫度的上升是因為原子加速向中心掉落並深入重力井中,並變得更為緊密,碰撞更為頻繁:重力勢能被轉換成動能或是熱能。其次,即使當初極為細微的,太陽星雲只要有一點點的淨自轉(角動量),會因為角動量的守恆, 星雲的尺寸縮小時就必需轉得更快。最後,星雲必須成為扁平的盤狀,稱為原行星盤,是因為當氣體的小滴碰撞和合併時,它們運動的平均值傾向於淨角動量的方向。
對八塊不同年代,但都在太陽系形成的最初三百萬年內,的隕石所做的地質分析顯示,大約在太陽形成的一百萬至二百萬年,太陽系曾經遭受鐵-60的轟擊,其來源可能是和太陽在同一個區域內誕生,但短命的巨型恆星成為超新星所導致的。
原恆星
一個密度不斷增加的原恆星會累積成為太陽星雲的重心。在行星在盤中形成的過程中,原恆星會持續的繼續變得更為緊密,直到一千萬至五千萬年後,它最後終於達到核聚變所需要的溫度和壓力,這時恆星就誕生了。一顆這樣的年輕恆星(金牛T星)所發出恆星風,比形成恆星的力量強大許多,最後將會吹散掉剩餘在行星盤的氣體,並且結束主要的吸積過程(特別是氣體巨星的)。像在恆星生命中的許多過程,在原恆星階段所花費的時間也取決於質量:質量越大坍縮的越快。
在原行星盤的氣體,同時間內,從重力崩潰中心的熱化中,當溫度逐漸降低,塵粒(金屬和硅化物)、冰(含氫的,像水、甲烷和氨)和顆粒從氣體中被凝聚出來(固化)。這些顆粒在相互間輕柔的碰撞和靜電的作用下,開始增生的程序。氣體的原子和分子的量雖然豐富,但因為運動的快速使得靜電不足以約束它們的行動,因此不會增生。在盤中占有98%質量的氫和氦,在太陽星雲中仍是不能凝聚的氣體。
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參考文獻
- ↑ 太陽星雲 ,個人圖書館,2012-12-19
- ↑ 宇宙中的星雲究竟是什麼?真相讓人不敢相信! ,看點快報,2018-10-23