行星创世记:创世记

　　行星的诞生故事看似是一步步朝各阶段前进的稳定过程，但实际上却混乱无比。　　10年前，研究行星形成的科学家还只能以我们太阳系这唯一的例子作为构建理论的依据。现在他们已发现了数十个成熟的行星系统，以及数十个孕育中的系统，用作参照的对象。其中，没有任何两个系统是完全相同的。目前主要的行星形成理论的基本概念是，行星是由微小颗粒聚积并攫取气体而形成的。但这个概念其实跳过了许多错综复杂的层次，各种可能的机制间混乱的交互影响，使得各版、本的行星形成理论之间产生巨大的差异。

　　在整个叙述宇宙膨胀的伟大故事中，行星虽然只是个无足轻重的小角色，但却是宇宙里最丰富多变且错综复杂的天体。没有任何其他天体和行星一样，同时经历了天文、地质、化学与生物等各层面复杂的交互作用。宇宙中更没有其他地方，能够像行星一样维持我们所知道的生命现象，像我们太阳系这样的行星系统，在许多方面其实差异极大；而在过去10年里，即便天文学家并未特意搜索，却已经意外发现了200颗以上的行星。

　　这些行星具有各式各样的质量、大小、组成与轨道，对于想要探索它们起源的人来说，是极大的挑战。20世纪70年代笔者还是个研究生时，我们认为行星的形成是个井然有序、横式固定的过程，就像是一条装配线，把杂乱无章的气盘与尘埃，制造成许多类似太阳系的行星系统。现在，我们逐渐理解那其实是个混乱无序的过程。每个系统的结局截然不同。最终胜出的世界，是在创生与毁灭这两种纷扰躁动、互相竞争机制下的幸存者，其中有许多行星会爆裂开，被刚诞生的恒星吞食，或者被弹射进星际深空。我们地球也许有失散多时的兄弟姐妹，正在黯淡无光的太空中飘浮流浪。

　　行星形成的研究涉及天文物理、行星科学、统计力学与非线性动力学等领 ……此处隐藏2591个字…… 度，会比独立物体以同样距离绕行的速度稍慢。

　　如此以来，直径大于数毫米的尘埃颗粒速度将比气体还快，因而遭遇逆风使速度降低，导致它们朝着恒星向内盘旋。颗粒越大，盘旋的速度就越快，颗粒的大小每增大0.3米，就可以在1000年内将它与恒星的距离减半。

　　当它们靠近恒星，颗粒的温度会升高，最终使得水分与低沸点的挥发性物质沸腾起来。这个现象发生时的距离称为“雪线”，离恒星2个－4个天文单位。我们太阳系的雪线位置，就落在火星轨道与木星轨道之间。雪线将行星系统划分为拥有固态物体但挥发性物质稀少的内行星区，以及富含挥发性物质与冰冷物体的外行星区。

　　在雪线内，水分子从尘埃颗粒上蒸腾之后会聚积在一块儿，而水分的聚积则会引发一连串的效应，使得雪线内的气体性质产生不连续性，进而导致该处的压力下降。然后，力的平衡将促使气体加速环绕中心恒星，结果造成附近的颗粒不再感受到逆风，反而成了令它们提升速度的顺风，因而阻止它们进一步向内迁移。当颗粒不断从圆盘外层抵达时，便会堆积在雪线附近，这样一来，雪线就变成雪库了。

　　尘埃颗粒会因挤在一起彼此碰撞而成长，有些颗粒会冲破雪线，持续向内移动，但在这个过程中，它们会吸附融雪及复杂的分子，变得更黏稠。有些地方因吸附了太厚的尘埃，使得颗粒整体的重力增加，这亦加速了它们自身的成长。

　　经由这些过程。尘埃颗粒将自己包裹成直径以千米计的物体，称作微行星。在微行星形成的阶段结束前，微行星会把绝大多数的原始尘埃清扫干净。微行星很难直接被观测到，但天文学家可从它们碰撞的残骸推论出它们的存在。

　　结果：出现大量千米尺度的微行星，是建构行星的材料。