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回复:【科普】高铁酸钾吧科普计划(第一期)

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各位可能要问了,你画的图上环绕着太阳的物质里面气体不是比尘埃多的多吗,怎么这会又放它们鸽子了。而且像木星这样的行星,可是被称为气体巨星的啊,这就意味着上面基本上都是气体,你现在说的都是尘埃,哪里来的气体啊,这不是bug吗?
是的,刚才忘了说了,上面那个是类地行星的形成过程,类木行星则有些不同。(观众[抄板凳]:你又坑爹啊)
那个,抄板凳什么的是万万不可滴。我话还没说完呢,虽然有些不同,但是还是大同小异的。
先让大家看看原行星盘的结构吧。(图片是透过阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列首次观察到位于金牛座HL的原行星盘。)(图片来自维基百科)


IP属地:江苏29楼2015-07-20 22:55
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    大家有什么感觉,是不是一个盘子。(废话)
    但是大家知道这个盘子的大小吗?其半径有1000天文单位[17]。(然并卵)
    再想想,萌王星离我们有多远?它的近日点有30天文单位,而远日点则有49天文单位。而它的表面气温最低只有33K,最高也不过55K。大家应该猜到我要说什么了吧,就是原行星盘内外的温度并不是均衡的,越往外就越冷。
    气体有个特征,就是分子之间的距离很大,这使得分子之间没什么束缚,也就是可以自由移动。而气体分子运动的速度则是很快的,所以它们很难受引力或者静电的吸引,很容易就从星体表面脱离【注13】。
    但是,我们同样知道,气体在较低温度下,会变成液体或者固体。这就是我强调温度的原因了——像水,一氧化碳,甲烷,氨这样的物质,会在一定的温度下变成固体,而它们的数量比尘埃多的多,这个温度大概在150K左右。150K这个温度就把原恒星盘分割成了两部分,而这个分界线被称为“冻结线”。


    IP属地:江苏30楼2015-07-20 22:56
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      在冻结线外,甲烷这类物质变成了固体,而它们的数量比尘埃多得多。所以,它们和尘埃一起形成了星子,这类星子有个形象的比喻——脏雪球。事实上,冥王星,冥王星的卫星,还有柯伊伯带天体还有彗星,都是在冻结线外“脏雪球”的例子。
      由于在冻结线外可供使用的物质相当的多,所以星子会迅速长大,很快就可以成为一颗“微行星”,而这些微行星最终可以利用这些固体物质增长到地球质量的数倍。而巨大的质量带来的是巨大的引力,让他们足以吸收占这个盘面98%的氦气和氢气而迅速长大。所以类木行星都有这样的一个结构,外围是氢这类东西,内核是冰和岩石。

      (图片来自维基百科,翻译由本人完成)


      IP属地:江苏31楼2015-07-20 23:03
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        当原始太阳结束主序前星阶段,内核的聚变开始时,它会吹出强大的星风。这时,所有的尘埃和气体会被逐渐的吹出太阳系,类木行星的生长宣告结束。
        但是对于类地行星来说,故事还没有结束。因为这时在内太阳系,有50—100个月球到火星那么大的原行星在围绕太阳旋转[18][19],它们在为争取太阳公公的宠爱在做最后一搏。
        下面发生的应该大家可以想象,就是类似于诸侯争霸一样的厮杀。原始地球曾经就在这场碰撞中和一个火星大小的原行星碰撞,这次碰撞导致了月球的生成,而水星则是在一次碰撞中被轰掉了外壳[20]。最终,只剩下了四个——水星,金星,地球,火星。
        战争终于结束了,最终太阳系就剩下了这几个大行星——贵妃,还有几个妃——矮行星,最后还剩下数不尽的宫女——小行星,彗星之类的小天体。


        IP属地:江苏32楼2015-07-20 23:04
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          战争终于结束了吗?不,还没有,下面的那些小萝莉还要趁机逆推呢!原因是因为木星和土星两个大块头,它们的运行轨道形成了1:2的共振【注14】。这使得小行星带和古柏带的大量小天体飞向内太阳系,和类地行星发生撞击。这个时期被称为“后期重(zhong4)轰炸期”,造成的结果很严重——在月球表面撞出了大量陨石坑,让月球成了现在这个样子。所以后期重轰炸期还有另外一个名字——月球灾难。而地球在这场轰炸中受伤更深,根据月球成坑的频率推断,地球上会形成22000个或以上直径多于20公里的撞击坑;形成约40个直径约1000公里的撞击盆地;形成几个直径约5000公里的撞击盆地;及约每100年造成严重的环境破坏。
          最后,太阳系终于恢复了平静(相对的),几只小萝莉在怪蜀黍的带领之下,走进了美好又光明的新时代(才怪)。


          IP属地:江苏33楼2015-07-20 23:04
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            注解部分
            11:有时候,原行星盘中的物质也会落入主序前星中,不过这并不意味着吸积。
            12:湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波波状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,称为湍流,又称为乱流(日本及港澳台用字)、扰流或紊流。
            13:即使是地球这样质量的行星,依然会有气体可以挣脱其引力束缚。大气层的最上层被称为“外逸层”,气体会在这里不断挣脱地球引力,进入宇宙空间。
            14:也有其他的假说来解释后期重轰炸的发生,比如认为存在一个“第五行星”,或者认为和天王星与海王星的较晚形成有关。


            IP属地:江苏34楼2015-07-20 23:05
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              IP属地:江苏来自iPhone客户端39楼2015-07-21 20:26
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