原行星是一颗起源于原行星盘内的大型行星胚胎，经过内部熔化产生了分化的内部。原行星被认为是由公里大小的微行星形成的，它们在引力作用下扰乱彼此的轨道并碰撞，逐渐聚集成占主导地位的行星。
微行星假说
微行星是由尘埃、岩石和其它物质形成的物体，大小从米到数百公里不等。 根据张伯伦-莫尔顿微行星假说和维克托·萨夫罗诺夫的理论，在行星系统形成的早期，由气体和尘埃等物质组成的原行星盘将围绕恒星运行。引力对这些物质的作用会形成越来越大的团块，直到有些达到微行星的大小[1][2]。
人们认为，微行星的碰撞创造了几百个更大的行星胚胎。在数亿年的时间里，它们相互碰撞。行星胚胎碰撞以组装行星的确切顺序尚不清楚，但据认为，最初的碰撞会用生成更少但更大的个体组成的第二代胚胎取代第一代胚胎；这些胚胎又会碰撞，产生第三代更少但更大的胚胎。最终，只剩下少数胚胎，它们相撞完成了行星本身的组装[3]。
早期的原行星含有更多的放射性元素[4]，由于衰变，其数量随着时间的推移而减少。由于放射性、撞击和重力压力的加热，原行星在向行星生长的过程中熔化了部分。在熔化区，较重的化学元素下沉到中心，而较轻的元素则上升到表面。这样的过程被称为行星分化。一些陨石的成分表明，一些小行星发生了分化。
太阳系中的证据
就太阳系而言，人们认为微行星的碰撞创造了几百个行星胚胎。这种胚胎类似于谷神星和冥王星，质量约为1022至1023公斤，直径为几千公里[来源请求]。
根据大碰撞说，月球是在太阳系的历史早期，由一颗名为特亚的假想原行星与地球的巨大撞击形成的[来源请求]。
在太阳系内部，三颗或多或少完好无损的原行星是矮行星谷神星、小行星智神星和灶神星。灵神星很可能是与另一个物体猛烈撞击并逃跑的幸存者，该物体剥离了原行星的外层岩石层[5]。小行星颖神星也可能与灵神星有相似的起源历史[6]。小行星司琴星也具有类似原行星的特征[7][8]。古柏带的矮行星也被援引为原行星[9]。因为在地球上发现了铁陨石，所以人们认为在小行星带上可能曾经有其它金属核心的原行星被破坏，而它们是这些陨石的来源[来源请求]。
太阳系外原行星
2013年2月，天文学家首次直接观测到一颗候选原行星在一颗遥远恒星HD 100546周围的气体和尘埃盘中形成[10][11]。随后的观测表明，气盘中可能存在几颗原行星[12]。
另一颗观测到的原行星御夫座AB b可能处于气态巨星形成的最早阶段。它位于御夫座AB恒星的气体盘中。御夫座AB是已发现的最大系外行星之一，其轨道遥远，从地球观察其距离是海王星与太阳距离的三倍。御夫座AB b的观测可能会挑战关于行星如何形成的传统思维。昴星团望远镜和哈伯太空望远镜观测到这颗原行星[13]。
原行星盘中的环、间隙、螺旋、尘埃浓度和阴影可能是由原行星引起的。但这些结构尚未被完全理解，因此不被视为原行星存在的证据[14]。研究原行星对星盘影响的一种新兴方法，是以气体速度图的形式，对原行星盘的分子线进行观测[14]。HD 97048 b 是第一颗在气体速度图中以扭结形式被盘运动学探测到的原行星[15]。
| 恒星 | 系外行星 | 质量
(MJ) |
周期
(年) |
分离
(AU) |
与地球距离
(秒差距) |
发现年度 | 检测科技 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PDS 70 | PDS 70 b | 3±1 | 119 | 20±2 | 112[16] | 2018[17] | 直接成像 |
| PDS 70 c | 8±4 | 227[18] | 34+6 −3 |
112 | 2019[17] | 直接成像 | |
| HD 97048 | HD 97048 b | 2.5±0.5 | 956[18] | 130 | 184[16] | 2019[19] | 盘运动学 |
| HD 169142 | HD 169142 b | 3±2 | 167[18] | 37.2±1.5 | 114 | 2014[20]/2023[21] | 直接成像[22] |
对原行星的可靠探测是困难的，因为原行星通常存在于富含气体的原行星盘中。这种盘面可以通过称为盘片碎片化的过程产生超密度。这些碎片可能小到无法解析，因而在观测的数据中呈现（模仿）原行星的外观[23]。一些已知的原行星候选者仍未经证实，但有一些探测结果后来受到质疑。
| 恒星 | 系外行星 | 质量
(MJ) |
周期
(年) |
分离
(AU) |
与地球的距离
(秒差距) |
发现年代 | 有争议/
未经证实/ 驳斥 |
检测科技 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LkCa 15 | LkCa 15 b | 12.7 | 2012[24] | 2019年被驳斥[25] | 直接成像 | |||
| LkCa 15 c | 18.6 | 2015[26] | 直接成像 | |||||
| LkCa 15 d | 24.7 | 2015[26] | 直接成像 | |||||
| HD 100546 | HD 100546 b | 4-13[27] | 249[18] | 53±2 | 108[16] | 2015[28] | 在2017年有争议[29] | 直接成像 |
| 御夫座AB | 御夫座AB b | 9 | 94±49 | 156[16] | 2022[30] | 在2023年[31] 和 2024年有争议[32] | 直接成像 | |
| 戈麦斯汉堡 | 戈麦斯汉堡 b | 0.8-11.4 | 350±50 | 250 | 2015[33] | 未经确认的候选者 | 直接成像 | |
| IM Lupi | 2-3 | 110 | 2022[34] | 未经确认的候选者 | 盘运动学 | |||
| HD 163296 | multiple?[35] | 2022[36] | 未经确认的候选者 | 盘运动学 | ||||
| Elias 2-24 | 2-5 | 52 | 2023[37] | 未经确认的候选者 | 直接成像 + 盘运动学 |
相关条目
参考资料
外部链接
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
