行星创世记-创世记

行星创世记:创世记 　　行星的诞生小说看似是一步步朝各阶段前进的稳定过程，但实际上却混乱无比 　　10年前，研究行星形成的科学家还只能以我们太阳系这唯一的例子作为构建理论的依据现在她们已发觉了数十个成熟的行星系统，和数十个孕育中的系统，用作参考的对象其中，没有任何两个系统是完全相同的现在关键的行星形成理论的基础概念是，行星是由微小颗粒聚积并攫取气体而形成的但这个概念其实跳过了很多错综复杂的层次，多种可能的机制间混乱的交互影响，使得各版、本的行星形成理论之间产生巨大的差异　　在整个叙述宇宙膨胀的伟大小说中，行星即使只是个无足轻重的小角色，但却是宇宙里最丰富多变且错综复杂的天体没有任何其它天体和行星一样，同时经历了天文、地质、化学和生物等各层面复杂的交互作用宇宙中更没有其它地方，能够像行星一样维持我们所知道的生命现象，像我们太阳系这么的行星系统，在很多方面其实差异极大；而在过去10年里，即便天文学家并未特意搜索，却已经意外发觉了200颗以上的行星　　这些行星含有各式各样的质量、大小、组成和轨道，对于想要探索它们起源的人来说，是极大的挑战20世纪70年代笔者还是个硕士时，我们认为行星的形成是个井然有序、横式固定的过程，就像是一条装配线，把杂乱无章的气盘和尘埃，制造成很多类似太阳系的行星系统。

现在，我们逐步了解那其实是个混乱无序的过程每个系统的结局截然不一样最终胜出的世界，是在创生和毁灭这两种纷扰躁动、相互竞争机制下的幸存者，其中有很多行星会爆裂开，被刚诞生的恒星吞食，或被弹射进星际深空我们地球可能有失散多时的弟兄姐妹，正在黯淡无光的太空中飘浮流浪　　行星形成的研究包括天文物理、行星科学、统计力学和非线性动力学等领域行星科学家已大致发展出两种关键理论连续吸积学说认为，细微的尘埃颗粒会聚积成坚硬的石块，然后吸引大量气体，形成木星般的气态巨行星；若没有吸引到大量气体，就变成类似地球的固态行星这个理论的关键缺点是整个过程太缓慢，气体可能在行星建构完成前便逸散无踪了　　另一个是重力不稳定性学说，它认为气态巨行星形成于不成熟气盘和尘埃崩解时的骤然撕裂声中，这是一个恒星形成过程的小型翻版这项假说仍有争议，因为它假设必需有很不稳定的条件存在，而自然环境可能无法满足这种极端条件况且，天文学家已经发觉最重的行星和最轻的恒星间有道鸿沟，也就是说，尺度介于二者之间的天体很稀少这个不连续性意味着行星的形成并非等同于单纯的小型恒星，它应该和恒星有着全然不一样的起源　　即使研究人员还未完全处理这个争论，但多数认为连续吸积学说是二者之中较可行的理论。

　　星际云倒塌　　时间：0　　我们太阳系所在的星系，是由1000多亿颗恒星所组成的恒星间弥漫着的云气和尘埃，大部分是前几代恒星遗留下来的残骸尘埃”在这里指的是凝聚在恒星外层较冷的微小冰粒、铁和其它固态物质它们在恒星死亡时被抛入星际空间中，当云气够冷且够致密时，就会因重力坍塌而形成恒星整个过程需要10万至数百万年　　围绕在每一颗恒星周遭的旋转圆盘是由剩下物质组成的，而那就是建构行星的必须物资刚形成的圆盘关键成份是氢气和氦气，在圆盘高温致密的内层区域，尘埃颗粒会被气化，而在又冷又稀薄的外层，尘埃粒子能够幸存，而且会因为气体凝结在它们身上而成长　　天文学家已发觉了很多年轻恒星的周围围绕着这种圆盘年纪介于100万一300万年的恒星含有富含气体的圆盘；而恒星的年纪大于1000万年时，其圆盘则贫瘠而缺乏气体，因为气体被刚诞生的恒星和邻近的亮星吹散了而在这两段时间之间就是行星形成的时期圆盘的重元素含量大致和太阳系行星所含有的重元素含量相当，这提供了一个强有力的线索，证实施星确实来自于这类气盘　　结果：新诞生的恒星周围围绕着气体和微米大小的尘埃颗粒　　行星盘出现　　时间：大约100万年　　原行星盘里的尘埃颗粒会受到邻近气体的翻搅而和其它尘埃碰撞，有时会黏在一块，有时则相互分离。

尘埃颗粒吸收星光后，再发射红外光，确保热能传到圆盘内部最阴暗的角落气体的温度、密度和压力伴随和恒星距离的增加而递减因为需顾及压力、旋转和重力的平衡，气体绕着恒星的速度，会比独立物体以一样距离绕行的速度稍慢　　如此以来，直径大于数毫米的尘埃颗粒速度将比气体还快，因此遭遇逆风使速度降低，造成它们朝着恒星向内盘旋颗粒越大，盘旋的速度就越快，颗粒的大小每增大米，就能够在1000年内将它和恒星的距离减半　　当它们靠近恒星，颗粒的温度会升高，最终使得水分和低沸点的挥发性物质沸腾起来这个现象发生时的距离称为“雪线”，离恒星2个－4个天文单位我们太阳系的雪线位置，就落在火星轨道和木星轨道之间雪线将行星系统划分为拥有固态物体但挥发性物质稀少的内行星区，和富含挥发性物质和冰凉物体的外行星区　　在雪线内，水分子从尘埃颗粒上蒸腾以后会聚积在一块儿，而水分的聚积则会引发一连串的效应，使得雪线内的气体性质产生不连续性，进而造成该处的压力下降然后，力的平衡将促进气体加速围绕中心恒星，结果造成周围的颗粒不再感受到逆风，反而成了令它们提升速度的顺风，因此阻止它们深入向内迁移当颗粒不停从圆盘外层抵达时，便会堆积在雪线周围，这么一来，雪线就变成雪库了。

　　尘埃颗粒会因挤在一起相互碰撞而成长，有些颗粒会冲破雪线，连续向内移动，但在这个过程中，它们会吸附融雪及复杂的分子，变得更黏稠有些地方因吸附了太厚的尘埃，使得颗粒整体的重力增加，这亦加速了它们本身的成长　　经由这些过程尘埃颗粒将自己包裹成直径以千米计的物体，称作微行星在微行星形成的阶段结束前，微行星会把绝大多数的原始尘埃清扫洁净微行星极难直接被观察到，但天文学家可从它们碰撞的残骸推论出它们的存在　　结果：出现大量千米尺度的微行星，是建构行星的材料。