维基百科

原行星

原行星盘内大小如同月球尺度的胚胎行星

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。

一颗幸存的原行星：灶神星。

微行星假说

编辑

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

编辑

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

编辑

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]。

已确认的原行星列表（文献中称为“原行星”）
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]

未确认的原行星

编辑

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。

未经证实/有争议/驳斥的原行星列表
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（英语：Gomez's Hamburger） 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（英语：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

编辑

参考资料

编辑
  1. ^ Cessna, Abby. Planetesimals. Universe Today. 26 July 2009 [5 April 2022]. 
  2. ^ Ahrens, T J. Impact Erosion of Terrestrial Planetary Atmospheres. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1 May 1993, 21 (1): 525–555 [5 April 2022]. Bibcode:1993AREPS..21..525A. ISSN 0084-6597. doi:10.1146/annurev.ea.21.050193.002521. hdl:2060/19920021677  . 
  3. ^ McBride, Neil; Iain Gilmour; Philip A. Bland; Elaine A. Moore; Mike Widdowson; Ian Wright. An Introduction to the Solar System. Cambridge: Cambridge University Press. 2004: 56. ISBN 9780521837354. 
  4. ^ Cessna, Abby. Protoplanets. Universe Today. 2009. 
  5. ^ NASA Selects Investigations for Future Key Planetary Mission. 30 September 2015. 
  6. ^ Kelley, Michael S; Michael J. Gaffey. 9 Metis and 113 Amalthea: A Genetic Asteroid Pair. Icarus. 2000, 144 (1): 27–38. Bibcode:2000Icar..144...27K. doi:10.1006/icar.1999.6266. 
  7. ^ BIG PIC: 2 Pallas, the Asteroid with Protoplanetary Attitude. Discovery Space. Discovery Communications. 2009-10-08 [2009-10-08]. 
  8. ^ Klotz, Irene. ASTEROID FAILS TO MAKE IT BIG: A newly studied asteroid is actually a planetary building block that stopped growing.. Discovery News. Discovery Communications. 2011-10-27 [2011-10-27]. 
  9. ^ Alan Boyle. Protoplanet frozen in time. MSNBC. 2009-10-08 [2009-09-12]. （原始内容存档于2009-10-10）. 
  10. ^ The Birth of a Giant Planet?. European Southern Observatory. 28 February 2013 [2 March 2013]. 
  11. ^ Quanz, Sasch P.; Amara, Adam; Meyer, Michael P.; Kenworthy, Matthew P.; et al. A young protoplanet candidate embedded in the circumstellar disk of HD 100546. Astrophysical Journal. 2013, 766 (1). L1. Bibcode:2013ApJ...766L...1Q. S2CID 56140977. arXiv:1302.7122  . doi:10.1088/2041-8205/766/1/l1. 
  12. ^ Garufi, A.; Quanz, S. P.; Schmid, H. M.; Mulders, G. D.; Avenhaus, H.; Boccaletti, A.; Ginski, C.; Langlois, M.; Stolker, T.; Augereau, J.-C.; Benisty, M.; Lopez, B.; Dominik, C.; Gratton, R.; Henning, T.; Janson, M.; Ménard, F.; Meyer, M. R.; Pinte, C.; Sissa, E.; Vigan, A.; Zurlo, A.; Bazzon, A.; Buenzli, E.; Bonnefoy, M.; Brandner, W.; Chauvin, G.; Cheetham, A.; Cudel, M.; Desidera, S.; Feldt, M.; Galicher, R.; Kasper, M.; Lagrange, A.-M.; Lannier, J.; Maire, A. L.; Mesa, D.; Mouillet, D.; Peretti, S.; Perrot, C.; Salter, G.; Wildi, F. The SPHERE view of the planet-forming disk around HD 100546. Astronomy & Astrophysics. April 2016, 588: A8 [5 April 2022]. Bibcode:2016A&A...588A...8G. ISSN 0004-6361. arXiv:1601.04983  . doi:10.1051/0004-6361/201527940   （英语）. 
  13. ^ Gigantic Jupiter-like alien planet observed still 'in the womb'. CBC News. April 5, 2022 [5 April 2022]. 
  14. ^ 14.0 14.1 Pinte, Christophe; Teague, Richard; Flaherty, Kevin; Hall, Cassandra; Facchini, Stefano; Casassus, Simon. Kinematic Structures in Planet-Forming Disks. Protostars and Planets VII. 2022-03-01, 534: 645. Bibcode:2023ASPC..534..645P. arXiv:2203.09528  . 
  15. ^ Pinte, C.; van der Plas, G.; Ménard, F.; Price, D. J.; Christiaens, V.; Hill, T.; Mentiplay, D.; Ginski, C.; Choquet, E.; Boehler, Y.; Duchêne, G.; Perez, S.; Casassus, S. Kinematic detection of a planet carving a gap in a protoplanetary disk. Nature Astronomy. 2019-08-01, 3 (12): 1109–1114. Bibcode:2019NatAs...3.1109P. ISSN 2397-3366. S2CID 195820690. arXiv:1907.02538  . doi:10.1038/s41550-019-0852-6. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 Gaia Collaboration. VizieR Online Data Catalog: Gaia EDR3 (Gaia Collaboration, 2020). VizieR Online Data Catalog. 2020-11-01: I/350. Bibcode:2020yCat.1350....0G. doi:10.26093/cds/vizier.1350. 
  17. ^ 17.0 17.1 PDS 70 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  18. ^ 18.0 18.1 18.2 18.3 Orbital Period Calculator | Binary System. www.omnicalculator.com. [2023-03-01] （英语）. 
  19. ^ HD 97048 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  20. ^ Reggiani, Maddalena; Quanz, Sascha P.; Meyer, Michael R.; Pueyo, Laurent; Absil, Olivier; Amara, Adam; Anglada, Guillem; Avenhaus, Henning; Girard, Julien H.; Carrasco Gonzalez, Carlos; Graham, James; Mawet, Dimitri; Meru, Farzana; Milli, Julien; Osorio, Mayra. Discovery of a Companion Candidate in the HD 169142 Transition Disk and the Possibility of Multiple Planet Formation. The Astrophysical Journal. 2014-09-01, 792 (1): L23. Bibcode:2014ApJ...792L..23R. ISSN 0004-637X. S2CID 37427761. arXiv:1408.0813  . doi:10.1088/2041-8205/792/1/L23. 
  21. ^ HD 169142 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-04-11]. 
  22. ^ Hammond, Iain; Christiaens, Valentin; Price, Daniel J.; Toci, Claudia; Pinte, Christophe; Juillard, Sandrine; Garg, Himanshi. Confirmation and Keplerian motion of the gap-carving protoplanet HD 169142 b. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2023-02-01, 522 (1): L51–L55. Bibcode:2023MNRAS.522L..51H. arXiv:2302.11302  . doi:10.1093/mnrasl/slad027  . 
  23. ^ Teague, Richard; Jankovic, Marija R.; Haworth, Thomas J.; Qi, Chunhua; Ilee, John D. A three-dimensional view of Gomez's hamburger. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2020-06-01, 495 (1): 451–459. Bibcode:2020MNRAS.495..451T. ISSN 0035-8711. arXiv:2003.02061  . doi:10.1093/mnras/staa1167  . 
  24. ^ Kraus, Adam L.; Ireland, Michael J. LkCa 15: A Young Exoplanet Caught at Formation?. The Astrophysical Journal. 2012-01-01, 745 (1): 5. Bibcode:2012ApJ...745....5K. ISSN 0004-637X. arXiv:1110.3808  . doi:10.1088/0004-637X/745/1/5. 
  25. ^ Currie, Thayne; Marois, Christian; Cieza, Lucas; Mulders, Gijs D.; Lawson, Kellen; Caceres, Claudio; Rodriguez-Ruiz, Dary; Wisniewski, John; Guyon, Olivier; Brandt, Timothy D.; Kasdin, N. Jeremy; Groff, Tyler D.; Lozi, Julien; Chilcote, Jeffrey; Hodapp, Klaus. No Clear, Direct Evidence for Multiple Protoplanets Orbiting LkCa 15: LkCa 15 bcd are Likely Inner Disk Signals. The Astrophysical Journal. 2019-05-01, 877 (1): L3. Bibcode:2019ApJ...877L...3C. ISSN 0004-637X. arXiv:1905.04322  . doi:10.3847/2041-8213/ab1b42  . 
  26. ^ 26.0 26.1 Sallum, S.; Follette, K. B.; Eisner, J. A.; Close, L. M.; Hinz, P.; Kratter, K.; Males, J.; Skemer, A.; Macintosh, B.; Tuthill, P.; Bailey, V.; Defrère, D.; Morzinski, K.; Rodigas, T.; Spalding, E. Accreting protoplanets in the LkCa 15 transition disk. Nature. 2015-11-01, 527 (7578): 342–344. Bibcode:2015Natur.527..342S. ISSN 0028-0836. PMID 26581290. S2CID 916170. arXiv:1511.07456  . doi:10.1038/nature15761. 
  27. ^ Quanz, Sascha P.; Amara, Adam; Meyer, Michael R.; Girard, Julien H.; Kenworthy, Matthew A.; Kasper, Markus. Confirmation and Characterization of the Protoplanet HD 100546 b—Direct Evidence for Gas Giant Planet Formation at 50 AU. The Astrophysical Journal. 2015-07-01, 807 (1): 64. Bibcode:2015ApJ...807...64Q. ISSN 0004-637X. S2CID 119119314. arXiv:1412.5173  . doi:10.1088/0004-637X/807/1/64. hdl:1887/48578. 
  28. ^ HD 100546 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  29. ^ Rameau, Julien; Follette, Katherine B.; Pueyo, Laurent; Marois, Christian; Macintosh, Bruce; Millar-Blanchaer, Maxwell; Wang, Jason J.; Vega, David; Doyon, René; Lafrenière, David; Nielsen, Eric L.; Bailey, Vanessa; Chilcote, Jeffrey K.; Close, Laird M.; Esposito, Thomas M. An Optical/Near-infrared Investigation of HD 100546 b with the Gemini Planet Imager and MagAO. The Astronomical Journal. 2017-06-01, 153 (6): 244. Bibcode:2017AJ....153..244R. ISSN 0004-6256. S2CID 19100982. arXiv:1704.06317  . doi:10.3847/1538-3881/aa6cae  . 
  30. ^ AB Aur | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  31. ^ Zhou, Yifan; Bowler, Brendan P.; Yang, Haifeng; Sanghi, Aniket; Herczeg, Gregory J.; Kraus, Adam L.; Bae, Jaehan; Long, Feng; Follette, Katherine B.; Ward-Duong, Kimberley; Zhu, Zhaohuan; Biddle, Lauren I.; Close, Laird M.; Yushu Jiang, Lillian; Wu, Ya-Lin. UV-Optical Emission of AB Aur b is Consistent with Scattered Stellar Light. Astrophysical Journal. 30 Aug 2023, 166 (6): 11. Bibcode:2023AJ....166..220Z. arXiv:2308.16223  . doi:10.3847/1538-3881/acf9ec  . 
  32. ^ Biddle, Lauren I.; Bowler, Brendan P.; Zhou, Yifan; Franson, Kyle; Zhang, Zhoujian. Deep Paβ Imaging of the Candidate Accreting Protoplanet AB Aur b. The Astronomical Journal. 2024-04-01, 167 (4): 172. Bibcode:2024AJ....167..172B. ISSN 0004-6256. arXiv:2402.12601  . doi:10.3847/1538-3881/ad2a52  . 
  33. ^ Berné, O.; Fuente, A.; Pantin, E.; Bujarrabal, V.; Baruteau, C.; Pilleri, P.; Habart, E.; Ménard, F.; Cernicharo, J.; Tielens, A. G. G. M.; Joblin, C. Very Large Telescope observations of Gomez's Hamburger: Insights into a young protoplanet candidate. Astronomy and Astrophysics. 2015-06-01, 578: L8. Bibcode:2015A&A...578L...8B. ISSN 0004-6361. arXiv:1504.02735  . doi:10.1051/0004-6361/201526041. 
  34. ^ Verrios, Harrison J.; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Hilder, Thomas; Calcino, Josh. Kinematic Evidence for an Embedded Planet in the IM Lupi Disk. The Astrophysical Journal. 2022-07-01, 934 (1): L11. Bibcode:2022ApJ...934L..11V. ISSN 0004-637X. arXiv:2207.02869  . doi:10.3847/2041-8213/ac7f44  . 
  35. ^ Kanagawa, Kazuhiro D.; Ono, Tomohiro; Momose, Munetake. Kinematic signatures of a low-mass planet with a moderately inclined orbit in a protoplanetary disk. Publications of the Astronomical Society of Japan. 2023-12-01, 75 (6): 1105–1123. Bibcode:2023PASJ...75.1105K. ISSN 0004-6264. arXiv:2308.12144  . doi:10.1093/pasj/psad059. 
  36. ^ Calcino, Josh; Hilder, Thomas; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Bollati, Francesco; Lodato, Giuseppe; Norfolk, Brodie J. Mapping the Planetary Wake in HD 163296 with Kinematics. The Astrophysical Journal. 2022-04-01, 929 (2): L25. Bibcode:2022ApJ...929L..25C. ISSN 0004-637X. S2CID 244117638. arXiv:2111.07416  . doi:10.3847/2041-8213/ac64a7  . 
  37. ^ Pinte, C.; Hammond, I.; Price, D. J.; Christiaens, V.; Andrews, S. M.; Chauvin, G.; Pérez, L. M.; Jorquera, S.; Garg, H.; Norfolk, B. J.; Calcino, J.; Bonnefoy, M. Kinematic and thermal signatures of the directly imaged protoplanet candidate around Elias 2-24. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2023-11-01, 526 (1): L41–L46. Bibcode:2023MNRAS.526L..41P. ISSN 0035-8711. arXiv:2301.08759  . doi:10.1093/mnrasl/slad010  . 

外部链接

编辑
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=原行星&oldid=84253091”