太陽系的形成

場景二 原行星盤的演化(太陽系100萬年)
位在原行星盤中的氣體和塵埃,會因為彼此碰撞而結合或分離。由於原行星盤中氣體若距離恆星越遠,則其溫度、密度和壓力也就越低。因此與恆星距離相同的氣體和塵埃相比,雖然兩者都受到太陽系中心同樣大小的重力作用而進行圓周運動,但由於氣體同時會受到向外的壓力而抵銷了部分的重力,而使得氣體繞行太陽系中心的速度較慢。如此一來,原本行進速度較快的塵埃顆粒,就會因為受到速度較慢的氣體阻擋而減速,進而往恆星的方向旋入。

當這些塵埃顆粒越來越往恆星的方向前進時,由於溫度漸漸升高,在距離恆星約2到4個天文單位附近,顆粒中的水分及其他揮發性物質開始蒸發成氣體,形成所謂雪線(snow line),也就是在火星跟木星之間(如圖三)。因此也造就了未來太陽系中行星成分的分野,內側多為故態物質所組成的行星,而外側則是以揮發性物質為主所組成的行星。此時聚集成塊的塵埃及冰粒,大小可以達到直徑數公里左右,稱為微行星(planetesimal)。

圖三
圖三

圖三 原行星盤上氣體與塵埃的演變(資料來源:科學人2008.06)

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