匿名使用者2014-05-08 13:40:03

原始太陽形成後周邊的塵埃被太陽風吹離中心。

陳昱光2014-05-21 15:15:48

Warning：感謝

@名字長記不住斯基

。答案裡有關於塵埃和氣體的區分並不是很嚴格。看來有必要嚴格區分。待有空了趕緊回來把這個坑填上。 （2015年6月26日已修正）

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（多圖預警）

簡單來講，一塊氣體雲的初始角動量不可能是0。所以隨著塌縮的進行，會逐漸形成一個盤，盤除了被中心形成的恆星吸積以外，盤內部也會因為密度不均而產生原行星的種子，最後依靠吸積形成行星。

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因為正好是我的研究方向之一，所以可以多說一點。不過PS以下，原行星盤的研究是現在很熱的領域之一，加之自己是入行沒多久的小白，有錯的話還請大牛諒解。

首先看一張小質量恆星（如太陽）形成過程的示意圖。

首先先是一團氣體雲塌縮，這塊氣體雲的內部可能包含著很多東西。含量最多的氫，其次是氦，這些是宇宙大爆炸核合成的產物。還會根據情況有一些更重的元素，比如形成生命的必需品碳、氧，或者以及日常生活中常見的鐵等等。這些更重的元素多數需要超新星爆發來合成，因此這取決於這塊雲周圍的環境是否發生過超新星爆發，以及發生過幾次。在這個過程中相互抗衡的是輻射壓力和氣體之間的引力，通常經過外界觸發（如附近的超新星爆發或者星風）的作用，使得密度不均勻超過一定的限度引起塌縮。這部分不是這個問題的重點，感興趣的可以查閱：Jeans不穩定性（

Jeans instability

）。放上一張哈勃望遠鏡拍的著名的“創生之柱”，這是一個正在塌縮的氣體雲。

（P。S。 天文學中塵埃和氣體的區別在於氣體一般在宇宙中以氣態存在，塵埃則以固體存在，並且塵埃經常代表了物質凝結成的更大的分子團。物質狀態與環境溫度、壓強和周圍輻射有關，這些又經常受環境影響。由於像氫氣這種小分子，在宇宙裡以氣態或者等離子體存在，對於一大塊物質，很難說大家整體都是氣體還是塵埃，物質狀態又存在過渡。所以本文除非特殊強調某些物質處在塵埃狀態，如果大多數是氣體的話則稱之為氣體。）

關鍵問題是由於角動量守恆，初始一團氣體的一點點角速度隨著塌縮的進行，尺度減小會產生很大的角速度，從而產生原行星盤。（順便提一下，盤結構在天體物理的吸積過程中非常常見，例如活動星系核中心超大質量黑洞的吸積也伴隨著吸積盤。）這是恆星形成過程會伴隨著行星形成的關鍵。盤結構產生的同時，由於塌縮過程伴隨著引力勢能的釋放，中心恆心會開始發出輻射，盤的兩級會產生噴流。由於初始階段吸積還很劇烈，所以輻射和星風都很強，內部向外的輻射和來自外面其他星的輻射會在某一個面達到勢均力敵，產生一個激波面，在外面看起來會像一個氣泡。

天文學家還真管這個叫bubble。放上一張觀測到的bubble給大家看，來自獵戶座大星雲的恆星形成區。獵戶座大星雲非常明亮，天氣晴朗的冬天，在城市裡肉眼就可以辨別出。

在bubble裡依稀可以看見有盤結構的存在。右側黑色的橢圓就是已經進行到下一階段的裸露的盤。

這個時候有人會問了，既然恆星還在吸積，那麼塵埃都被吸積到中心恆星了怎麼還會產生行星？問題是，到了這一步，恆星的吸積速度會大幅度降低。原因見下面這張圖。

這時中心恆星核反應逐漸點燃，恆星的輻射將會逐漸把其附近的物質吹散，所以吸積盤將不再直接與恆星接觸。盤物質掉落到恆星的過程將依賴於磁場。因為靠近吸積盤上的物質多數都處於被電離的狀態，成為非常理想的等離子體。等離子體的一大性質就是會傾向於沿著磁感線跑，所以這個時候外面的物質會沿著恆星附近的磁場墜入恆星。但是這一過程的速度會受制於“螺旋槳效應”——因為中心恆星的自轉會帶動磁場旋轉，所以墜落的等離子體的角速度就會等於中心恆星的角速度，墜落速度受制於離心效應。

順便提一下，這個過程同時解釋了為什麼像木星，土星，天王星，海王星這樣的氣體或液體星球會位於太陽系的外圍，因為像下面這張圖所示，比較重的塵埃粒子不容易被星風吹走，而輕的氣體都會被吹到外面去。（當然現在系外行星發現了很多氣體行星非常靠近母恆星，與此理論不符，這個有一些爭議和解釋，暫且不表，感興趣的可以自己查）

到了這一部分可以說到行星形成的最後一部分。盤結構當中的密度不均會形成行星的種子，密度比較大的區域會逐漸在盤中吸積附近的塵埃，最終形成行星。現在有很多對於盤結構的模擬證實了這一過程。例如下面各處這張圖屬於國外的一個團隊（隨便谷歌來的），他們模擬的動畫可以在這個連結看：

http：//

jila。colorado。edu/~pja/

images/planet。mpg

這個模擬簡單來說就是在一個均勻的盤上面放上一個質量略大的點，稱之為原行星，然後看盤的結構變化。可以看到，行星會逐漸吸積附近的物質，然後在盤上開啟一個缺口。

就這樣，最後盤上的物質要麼被中心恆星吸積，要麼形成行星，要麼被吹走，所剩無幾。而劇烈的恆星形成過程將趨於平靜。放一張這一階段的所剩無幾的塵埃盤。

來自哈勃拍攝的著名的恆星北落師門，位於南魚座，比較靠南的同學可以看見。因為中間恆星太過於明亮，所以用一些技術把它擋住，可以看到環狀的塵埃帶。在右下角放大的圖裡可以看見一顆行星，在2004年和2006年的圖片中有明顯位移。（不過這個行星有很大爭議，因為2011年的觀測中它不見了，2013年又再次出現。）

這就又說到系外行星了。系外行星現在是天文學中數一數二的熱門領域，所以帶動了恆星形成，盤結構等等一系列領域在近幾年蓬勃發展。

題主的問題在這裡基本解決了，塵埃的塌縮會形成盤結構，而不是一個完美的球，而盤上的物質將不容易落入中心恆星，從而給行星形成創造了時間。最後有人會問了，這一過程真的是太陽系形成的過程麼？放上太陽系盤結構的遺蹟——黃道光。

這張圖由我親自拍攝於美國光學天文臺基特峰觀測基地。下部分橫過來的光帶是冬季銀河，而從右下到左上的光柱就是黃道光。在環境比較好的地方，日落後或日出前，在昏影或晨光完全看不見的時候，用肉眼就可以看見這樣一條貫穿黃道的光柱。黃道簡單來說就是地球繞太陽的公轉平面，也是其他大行星的公轉平面。在這個平面上還有一些殘存的塵埃散射太陽光，就形成了黃道光。所以這張圖可以看見我們人類生存在的兩個宇宙中的盤系統，太陽系和銀河系。

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最後小吐槽以下分類標籤。知乎的天文還是要提高一些基礎的姿勢水平啊＝ ＝。 宇宙學通常是指以宇宙為研究物件的科學，一般紅移太低都不好意思叫宇宙學…… 已經看見不少宇宙學分類下的問題都有這個bug。所以默默的把這個的標籤刪掉了，分類到天體物理學就好了。

知乎使用者2015-06-26 15:54:08

Google 角動量X吸積盤X

Gravitational separation

有真相

夏勇峰2015-12-01 09:12:09

很簡單，你捏湯圓還得濺點渣（麵粉）出來呢。

建一2016-09-17 12:59:20

關於星球演變的新學說——“星球演變排列順序”：

像自然界所有事物一樣，星球也會經歷從誕生到衰亡的演變過程。各種星球不同的形態是由於處在演變過程中的不同階段（如昆蟲在它的生長階段各是卵、幼蟲、蛹、蛾幾種完全不同的形態一樣），行星是由恆星演變而來，宇宙中每個星球的演變都要經過——恆星級“黑洞”—瀰漫星雲—恆星—紅巨星—行星狀星雲—白矮星—行星—彗星—小行星這樣幾個階段。地球正處在行星階段中期，當小行星最後化作塵埃飄浮在蒼茫太空時，星際中的氣體塵埃在快速旋轉運動的恆星級“黑洞”吸引下凝聚在一起，又一個星球新的生命週期開始了。星球演變就是這樣迴圈往復，生生不息。