太阳系的形成.ppt

太阳系的形成和演化
主要限制条件:
行星系统在一平面内,轨道和太阳自转同一方向
小行星和太阳年龄近似相同,现在分布主要在二个带上
行星的轨道近似圆
内部岩石行星外部气体巨行星
彗星主要有二类: Oort星云和Kuiper带
太阳系主要质量太阳而主要角动量在行星
多数卫星轨道和行星自转方向一致
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行星同一平面,相同的转动方向以及自转的方向基本相同应该行星形成的特征, 而不是轨道动力学演化的特征
小行星和彗星的较大的倾角/偏心率是与行星散射的动力学演化结果
哪些是长期演化的结果,哪些是形成特征?
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太阳系的起源
历史上存在二大学说 , 碰撞假说和星云假说
(Encounter Hypothesis)
Le Clerc (Comte de Buffon) in 1745
. Chamberlain in early 20th century
 
2. 星云假说(Nebular Hypothesis)
Descartes 1644,
Immanuel Kant 1755
Laplace 1796
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Dualistic Hypothesis
问题:
非常小概率事件,但现在观测到行星存在相当普遍
行星的成分
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Nebular Hypothesis
s on the same plane
Rotates on the direction
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Star Birth, Orion Nebula
Beta Pictoris (~2Myr)
Edge-on ary Disk
in the Orion Nebula
Disk of Debris Around Red Dwarf Star AU Microscopii
观测和理论研究都倾向于星云假说
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原恒星(proto-star)早期演化阶段
引力不稳定原初恒星增长一有一吸积过程, 磁作用,外流使恒星损失角动量。观测推断气体盘存在的时间为106-107yr (Strom et al. 1989, AJ,97, 1451 ;Haisch, Lada & Lada 2001 ApJ, 553, L153)
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s on the same plane
Rotates on the direction
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温度 10-30 K
尺度几百光年
质量 106 MSun
化学成份
98% H and He
% “ices”
% “rock”
% metal
ORION NEBULA
How to form metal/rock-dominated earth-like s?
巨分子云
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当外质停止, 盘冷却,岩石和冰尘埃颗粒沉到吸积盘的中心—原行星盘(ary disk)。这些早期尘埃包括在
太阳系中碳质球粒陨石(carbonaceous chondrite meteorites)中探测到钙铝包体(Calcium-Aluminium Inclusion),包括元素Al, Ca, Ti 和示踪元素Zr, Hf, U, Th, 反射金属W, Ir, Os等, 形成温度2000K。
Allende, Yukon, & Murchison
meteorites
mineral group
components
Condensation T
refractory
Al2O3,Ca(Al,Ti,Mg)12O19,MgAl2O4,Ca2Mg,Si2O7,
Ca2Al2SiO7
1600-2000K
Metal
Fe
1250-1350K
Mg-Silicates
Mg2SiO4, Mg2Si2O6
1220
Volatile material
Mn, Na, Zn (Rb, K, F)
600-1230K
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