恒星一般是由一种叫做博克球状体的暗星云形成的,博克球状体是一个浓密的物质云,当这部分物质云达到某个临界尺寸、质量或密度的时候,就会在自身引力的作用下开始坍缩,最终在其核心位置就会诞生一颗新的恒星。
但是当恒星形成以后,整个博克球状体中的物质并不会全部参与到恒星的建设中,还有相当于一部分星云物质会包裹着新生恒星。
恒星的旋转带着整个博克球状体物质的旋转,最终会导致所有随机方向的物质都平均下来,并且朝着星云的净角动量方向运动。而角动量守恒规律会导致角动量随着星云半径的减少而增加,这种旋转会导致原本球形的博克球状体变得扁平。这就是原行星盘最初的形成过程。
从恒星形成以后的博克球状体到原行星盘,这个过程大概需要持续10万年。
这个时候,新生恒星周围会有一个半径达到1000个天文单位的原行星盘。
当原行星盘形成以后,在静电和引力的相互作用之下,原行星盘中的尘埃和冰粒会吸积成小行星,这其中的一些小行星又被叫做星子,因为它们可能是未来类地行星和气态巨行星的候选者。
在行星形成的过程中,星子自身的重力和内部应力会相互竞争融合,加上恒星风吹出的星际物质,星子会不断的吸收周围轨道上的物质,最终在数千万年以后,行星在恒星黄道面上大量的形成。这个时候,原行星盘也就完成了它的历史使命,被新形成的行星清空了。
关于原行星盘的形成过程并不是科学家的猜想,而是得到了实质性的观测数据支撑,在2018年7月份的时候,科学家就拍摄到了一颗名叫PDS 70b的新生恒星的原行星盘,从下面的图片中我们可以清洗看到这颗新生恒星周围的原行星盘有很多条间隙,而这些间隙就是被新生的行星星子所清空的。
包括我们太阳系形成之初也会有这样的经历,根据科学家推测,在木星轨道内部的轨道上并不仅仅只有火星、地球、金星和水星这四颗类地行星,而是有多大数数十颗大小介于月球和火星之间的星子,这些星子未来在不断的吸收周围物质和碰撞中最终合并成了目前的四颗类地行星。
比如月球就可能是一颗火星大小的原行星倾斜撞击地球后形成的,这个时候太阳系已经形成3000万年了,这颗火星大小的行星和原始地球上的物质相互融合在一起,最终形成了地球和月球。
以上原行星盘整个的发展过程,它就是各大行星的摇篮。
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