太陽星云
太陽星云是太陽和太陽系形成前在宇宙空間由氣體和彌散的固體顆粒組成的星云。圖示由卡麥降提出的太陽星云演化的一種假說，他認為開始時為一旋轉的球狀星云，然后形成一個盤狀，由于強烈對流和其他機制作用，使角動量向外轉移，并在其中心部分通過凝聚作用而形成太陽，由內往外形成類地行星和大行星。近年有人提出，是由于它附近的超新星爆發的輻射壓力和沖擊波，使之凝聚成太陽和太陽系。
名詞解釋 編輯本段
星云溫度只有幾十 K，密度 10～10g/cm，中心部位溫度較高。星云塌縮后光度和溫度急劇上升，在星云盤中心形成太陽。其他距原始太陽不同距離的物質逐漸凝聚成不同化學成分的星子。在距太陽不同區域星子吸積形成各大行星和衛星。
太陽星云是讓地球所在的太陽系形成的氣體云氣，這個星云假說最早是在 1734 年由伊曼紐·斯威登堡提出的。在 1755 年，熟知斯威登堡工作的康德將理論做了更進一步的開發，他認為在星云慢慢的旋轉下，由于引力的作用，云氣逐漸坍塌和漸漸變得扁平，最后形成恒星和行星。拉普拉斯在 1796 年也提出了相同的模型；這些可以被認為是早期的宇宙論。
當初僅適用于我們自己太陽系的形成理論，在我們的銀河系內發現了超過 200 個外太陽系之后，理論學家認為這個理論應該將能適用整個宇宙中的星系形成。
形成因素 編輯本段
形成環境
太陽星云
形成條件
太陽星云照片
形成過程 編輯本段
初期的崩潰
云團初期的崩潰
中央不斷壓縮使它變為了一顆質子星，原先的氣體則繞著它公轉。大多數氣體逐漸向里移動，又增加了中央原始星的質量。也有一部分在自轉，離心力的存在使它們無法往當中靠攏，逐漸形成一個個繞著中央星體公轉的“添加圓盤”并向外輻射能量慢慢冷卻。
第一個制動點
太陽星云
氣體逐漸冷卻，使金屬、巖石和（離中央星體遠處）冰可以濃縮到微小粒子（比如氣體又變回成灰塵）。添加圓盤一形成，金屬便開始凝結（對于某個流星的同位素測量，估計是在 45.5～45.6 億年前），巖石凝結得較晚（44～45.5 億年前）。
灰塵粒子互相碰撞，又形成了較大的粒子。這個過程不斷進行，直到形成大圓石頭或是小行星。
快速生成
云團快速生成
第二個制動點
星云冷卻 100 萬年后，這顆星產生了強勁的太陽風，將星云中剩余的氣體全部吹散。如果質子星夠大，它的重力將能吸進星云中的氣體，變成氣態巨型星，反之，則成為一個巖石質星體或冰質星體。
這一刻，太陽系是由固態星，質子星，氣態巨型星構成的。“小行星體”不斷碰撞，質量也漸漸變大。數千萬到數億年之后，最終形成了 10 多個運行于穩定軌道的行星，這就是太陽系。在漫長歷史中，這些行星的表面可能被極大地改變，被碰撞什么的。（比如大部分由金屬組成的水星或月球。）
演化過程 編輯本段
云團演化過程
極端冷凝
盡管頑輝石球粒隕石形成于非常特殊的條件，但對該類隕石的研究自 Keil（1968）的開創性工作以來緩慢進展，其中重要的因素是該類隕石缺少一些關鍵的巖石類型（如 EL3）、樣品少且極易風化。該項目通過對我國清鎮隕石（EH3）和新發現的南極隕石MAC 88136（EL3）等系統對比研究，翻開了頑輝石球粒隕石研究的新章節（Lauretta，2002，Meteorit Planet Sci，37，475～476）。通過該項研究，首次建立了極端還原條件下太陽星云中金屬和各種硫化物的凝聚順序，從高溫到低溫依次為：隕磷鐵礦、隕硫鈣礦、隕硫鎂礦、金屬相、閃鋅礦－隕硫鐵銅鉀礦、各種鉻硫化物；提出硫化物的四種成因機制，包括星云的氣－固相凝聚、金屬相的硫化反應、固相出熔、礦物的分解等；提出星云凝聚早期存在高溫熔融事件的觀點和證據；提出 EH 較 EL 群形成于更加還原的星云條件，并首次明確給出這兩個化學群隕石母體在巖石礦物學特征上的主要異同點和相應的分類參數。
熱變質
太陽星云
還原區域
從形成于太陽星云極端還原區域的清鎮隕石中首次分離出大量太陽系外物質，通過對其中部分樣品的 C、N、Si 等同位素分析，首次在頑輝石球粒隕石中發現超新星成因類型的 SiN；發現新的 Si 相對貧化的超新星成因類型 SiC，其同位素組成與超新星理論模型給出的結果非常吻合，表明可能存在多種超新星或不同圈層來源的太陽系外物質。通過與形成于太陽星云氧化區域的碳質球粒隕石中的太陽系外物質對比，提出太陽系外物質在原始太陽星云中不均一分布的觀點和證據。
凝聚模型 編輯本段
研究太陽星云形成太陽系各天體的化學演化過程的理論模式。20 世紀 60 年代以來，人們根據隕石和行星化學成分的研究資料，在假定的太陽星云條件下，借助于物理－化學理論和太陽系起源理論，來探討太陽系各天體形成的化學環境以及化學演化規律，提出的模型主要分為 3 類：熱凝聚模型、冷聚集模型和等離子體凝聚模型。
星云假說 編輯本段
原始星云
假說主張一個行星系統原始的型態應該是一個巨大的（典型的直徑應該有 10000 天文單 位），由非常低溫的星際氣體和一部分巨大的分子云組成，大致成球形的云氣。這樣的一個星云一旦有足夠的密度，在本身的重力作用下便會開始收縮，也可能經由鄰近區域產生的重力波（像是超新星造成的震波）壓迫了分子云，造成重力塌縮的開始。星云的成分將反映在形成的恒星上，像我們自己太陽系的星云相信是有 98% 來自大批量的氫和氦（以質量計算），以及 2% 來自早期死亡的恒星拋回星際空間的重元素組成（參見核合成）。重元素所占的比例就是所謂的星云的金屬性。在統計上，金屬性高的恒星（也就是在金屬含量較高的星云中形成的恒星）較有可能誕生行星。一旦開始，太陽星云的收縮就會慢慢的、但無可避免的加速。
在塌縮中，有三種物理過程會塑造星云：溫度上升、自轉加速和平坦化。溫度的上升是因為原子加速向中心掉落并深入重力井中，并變得更為緊密，碰撞更為頻繁，重力位能被轉換成動能或是熱能；其次，即使當初極為細微的，太陽星云只要有一點點的凈自轉（角動量），會因為角動量的守恒，星云的尺寸縮小時就必需轉得更快；最后，星云必須成為扁平的盤狀，稱為原行星盤，是因為當氣體的小滴碰撞和合并時，它們運動的平均值傾向于凈角動量的方向。
對八塊不同年代，但都在太陽系形成的最初三百萬年內的隕石所做的地質分析顯示，大約在太陽形成的一百萬至二百萬年，太陽系曾經遭受 鐵的轟擊，其來源可能是和太陽在同一個區域內誕生，但短命的巨型恒星成為超新星所導致的。
暗星云
如果氣體塵埃星云附近沒有亮星，則星云將是黑暗的，即為暗星云。暗星云由于它既不發光，也沒有光供它反射，但是將吸收和散射來自它后面的光線，因此可以在恒星密集的銀河中以及明亮的彌漫星云的襯托下發現。
暗星云的密度足以遮蔽來自背景的發射星云或反射星云的光（比如馬頭星云），或是遮蔽背景的恒星。天文學上的消光通常來自大的分子云內溫度最低、密度最高部份的星際塵埃顆粒。大而復雜的暗星云聚合體經常與巨大的分子云聯結在一起，小且孤獨的暗星云被稱為包克球。
暗星云
彌漫星云
彌漫星云
原恒星
一個密度不斷增加的原恒星會累積成為太陽星云的重心。當行星在盤中形成的過程中，原恒星會持續的變得更為緊密，直到一千萬至五千萬年后，它最后終于達到核融合所需要的溫度和壓力，這時恒星就誕生了。一顆這樣的年輕恒星（金牛 T 星）所發出恒星風，比形成恒星的力量強大許多，最后將會吹散掉剩余在行星盤的氣體，并且結束主要的吸積過程（特別是氣體巨星的）。像在恒星生命中的許多過程，在原恒星階段所花費的時間也取決于質量，質量越大塌縮的越快。
太陽星云
微行星
在盤中的固體成分是以原先存在于星云中的微塵粒為種子形成的，這些星際介質中的顆粒直徑通常都小于一微米，但經由在原行星盤中的碰撞，它們的大小可以增長成微行星（照字義講是非常小的行星）。這些塵粒最初散布在整個盤內，但預期會如下雨般的集中在盤的中段：就如同當初分子云因重力塌縮而形成盤狀，所以這些顆粒沉降在盤面的中段，但因為沒有丟失角動量，所以不會沿著徑向朝原恒星的方向移動。不同大小的顆粒，以不同的速度落下，沿途也會搜集更多的塵粒。在隨機的任意增長下，比例上，較大的塵粒增長的也較快；這樣的狀況也使得表面積越大的塵粒越容易和其它的塵粒遭遇和結合。數量龐大且蓬松的塵粒，也能對氣體產生阻擋與吸附的功能。這也可能在行星形成之前，讓固體無須聚集在新形成的恒星上。高速的撞擊也可能打碎形成的微行星，這意味著塵粒和微行星是可以互相轉換的。在盤面上湍流在這些碰撞中扮演一種角色：如果湍流太強烈，落向中間平面的雨滴會受到阻礙，同時在微粒間破壞性的碰撞也會很普遍。一旦微行星的數量變得充足且夠大，它們的重力會幫助更多的顆粒凝聚。強烈的湍流也許會妨礙重力引起的凝聚，導致成長只能經由兩顆的互撞。然而，如果顆粒要長成大約 1km 大小的微行星，必須要歷時大約 10000 年。
因為微行星的數量眾多，并且散布在原行星盤中，就有許多可能發展成行星系統。小行星被認為是剩余的微行星，彼此間逐漸磨損成越來越小的碎片，同時彗星則是在行星系中距離較遠的微行星。隕石是落到行星表面的微行星樣品，并且提供我們許多太陽系形成的訊息。原始型態的隕石體是被撞碎的低質量微行星的大片碎塊，沒有因為重力而發生分化；同時，分化過的隕石體則是質量較大的微行星被撞擊后的大片碎塊。只有最大的那些微行星能在遭受到低質量微行星的撞擊后還能夠繼續的成長。
寡頭成長
當微行星成長時，它們的數量逐漸減少，碰撞的頻率也會降低。由于自然成長的隨機性，使得微行星成長的速率各自不同，而有些會成長的比其他的都大。當微行星繞著新生的恒星轉動時，動態摩擦使得微行星的動能（動量）保持著平均的分布，因此最巨大的運動的速度也最慢，軌道也趨近于圓形；而較小的微行星運動的速度較快，軌道的扁率也較大。值得注意的是，運動越遲緩的天體有越大的碰撞截面積，重力則可以提高一顆微行星攔截到另一顆微行星的半徑。必然的，越大越慢的微行星能更加有效的兼并周圍共同成長中的微行星；而速度較快、質量較低的微行星就難以繼續成長。
這迅速的導致逃離過程，在盤內每一個區域中最大的微行星將成為各區的主宰，會比微行星海中其他的成長的更快。這些大質量的個體完全的掌握在盤中的固體物質，稱為寡頭執政，意味著少數規則；這種過程稱為寡頭成長。這些少數的微行星在大小上迅速的增加，在寡頭成長開始前，已經有數十公里的直徑，將成長到幾百公里，最終可以到數千公里的直徑。
太陽星云
無論寡頭者是如何的繼續成長，它們在（在凍結線的內側）一百萬年內可以達到的典型大小是 0.5～1 個地球質量上下，已經大到足夠被稱為原行星。因為有更高密度的固體物質可以利用，在盤的外側可以生長得更大。在類地行星的區域內可能有幾打的寡頭者彼此遠離的散布著，在動態性的隔離下，即使經過數百萬年或數千萬年也不會碰撞在一起。
不均勻的溫度
在原行星盤內的溫度是不一致的，并且這是了解地球型和木星型行星之間分化的鑰匙。在凍結線內側的溫度太高（超過 150K）使氫化物不能凝聚，它們仍然保持氣體狀態；能夠被堆積的只有金屬和硅酸鹽類的塵粒。因此在這個區域的微行星整個都由巖石和金屬組成，例如小行星，并且組成類地行星。
在凍結線的外側，由氫組成的水、甲烷和氨都能夠凝固成固體，成為“冰”的顆粒并且堆積起來。巖石和金屬的塵粒依然可以利用，但氫化物的數量更為豐富，不僅遠遠的超過，而且隨處都是。因此在這一區域的微行星以冰為主體，而僅有少量的金屬與巖石在內。在柯伊伯帶和奧爾特云的天體、彗星、海王星巨大的衛星－崔頓，或許還有冥王星和他的衛星－凱倫，都是“臟雪球”的例子。由于有許多的固體物質可以使用，即使在碰撞較不頻繁和較低的速度下（在更大的軌道），這些微行星依然可以發展成非常巨大的行星（質量大約是地球的 10 倍），使得它們的引力足以吸附氨氣和甲烷，甚至是氫氣。一旦開始這樣的程序，它們將迅速的增長，因為在盤中占有 98% 的氫和氦，會使它們的質量大增，而且引力網也會張得更大。
類木型微行星
類木型的微行星不再像是由冰冷的微行星組成的，由于大量的氫氣和氦氣或多或少的都會使得巨大的氣體云核心密度更為堅實。然后這些類木型的氣體球－在與太陽系相似的比喻下，逐漸的產生重力塌縮、加熱、提高轉速和趨向扁平。一些類木行星的衛星可能也在行星本身類似的機制下形成，在原行星的重力塌縮中，從被濃縮的原行星盤中的塵粒中凝聚而成。這或許可以解釋，在我們的太陽系中，類木行星有如此眾多的衛星和為何自轉得如此快速。當年輕的恒星發出的強風將剩余的氣體和塵粒從恒星盤吹散進入其外的星際空間時，類木行星的成長就結束了。
以最簡單的說法，在最內側的巨大原行星核形成星盤內密度最高的區域，并且動態時間（典型的時標是碰撞）是最短的，因為這個天體位在盤內氣體最密集的區域，能及早達到捕捉氣體所需要的臨界質量，并且和環繞的氣體有最長的共生時間。在我們自己太陽系內，木星是在凍結線外側最大的原行星核，履行前述的規則，成為系統內最大的行星。實際上，過程可能很復雜，行星遷移和湍流會使流程混淆；與現今觀察到的系外行星比較，在我們自己系統內的行星發展也許，甚至反倒是有些異常的。
解釋意義 編輯本段
星云假說可以有效的解釋太陽系中一些主要的現象：
? 行星和衛星的規則運動（所有的行星都幾乎在同一個平面上，以接近圓形的軌道，以相同的方向繞著太陽公轉，而且所有的自轉也幾乎在同方向）；
? 類地行星和類木行星有明顯的區別（質量、與太陽的距離、組成、衛星和環系統）；
? 小天體（小行星和彗星，無論周期的長或短）；
? 例外的趨向（類地的衛星、轉軸傾角、不同平面的木衛、崔頓）。
理論解釋
最后，在恒星風吹掉盤中的氣體之后，還有大量的原行星和微行星被留下來。在超過一千萬至一億年的周期中，這些原行星（典型的質量界于月球和數個地球之間）會互相攝動，直到軌道相互橫越并發生碰撞為止。這些天體經由碰撞的結果，最后成為系統內的行星。這種碰撞：相信是原地球和火星大小原行星的碰撞，形成了地球和月球。這種程序是高度隨機的，一個與我們相似的類地系統的形成，可能很快就會結束。所能產生的內行星也許比我們在太陽系內觀察到的更少，但也可能更多。
較小的微行星，在數量上也會比較多，在恒星系統內存在的時間也會比較長久。這些天體也許會在“清除鄰里”的過程中被行星清掃掉；可能會被投擲到外面遙遠的邊緣（在我們的太陽系是奧爾特云）；或僅是持續的輕推進入內側與其他的行星碰撞或相對是穩定的軌道。這種連番轟擊的時期可能長達數億年，并且也許會在地質上留下一些可以看見的撞擊坑痕跡。有些論點認為，只要在系統內還有可以利用的小巖石或冰凍的天體，這個階段就還未真正的完成。1994 年，舒梅克－李維九號彗星撞擊木星所展示的能量，正好彰顯了小行星或彗星撞擊地球可能的威脅。
星云相撞
面臨挑戰
? 柯伊伯帶迷失的質量；
? 崔頓的捕獲過程；
? 天王星的側身自轉；
? 在系外行星發現的熱木星；
? 在聯星和三合星系統內發現的系外行星；
? 在系外行星發現的較高偏心率行星。
隕石研究 編輯本段
頑輝石球粒隕石
星球
? EH 與 EL 群隕石是否分別存在獨立母體？造成這一困惑的原因是全部收集到的 EH 群隕石具有從 EH3、EH4、EH5 等不同熱變質類型的巖石，而全部 EL 群隕石為強熱變質的 EL6型樣品，它們之間似乎構成一個連續的演化序列；
? 全部 EL 群隕石為強熱變質樣品，因此其與 EH 群隕石之間的差異反映了兩者熱變質程度的不同，或繼承了母體之間的差異？；
? 出于同樣的原因，一些頑輝石球粒隕石化學群的劃分存在爭議。
強還原區域星云
中國清鎮隕石是已知最原始和新鮮的 EH3 型隕石，對該隕石的深入研究，并結合其他 EH3 型隕石的分析，獲得有關強還原區域星云演化的諸多新認識，包括：
? 闡明礦物的四種成因機制（氣－固相凝聚、金屬相硫化反應、礦物分解和出熔），并發現一些礦物具有多種成因類型。通常認為隕硫鐵由金屬相的硫化反應形成，因此大量氣－固相凝聚成因顆粒的發現表明強還原區域太陽星云的冷凝是一個平衡或趨于平衡的過程；
? 發現 EH 群隕石形成區域氧逸度的不均一性，提出不同區域之間存在物質遷移和混合的觀點及證據；
? 發現太陽星云冷凝、顆粒加熱和冷卻擴散等多種成因類型礦物組成環帶，結合閃鋅礦和尼寧格礦溫度計，提出強還原區域太陽星云的熱演化模型；
? 首次發現親石元素 Na 在閃鋅礦和黃銅礦中的富集，確證 Ga 在閃鋅礦包裹體中富集的普遍性等；
? 發現一種含水的新礦物，其化學組成為 FeCrS？HO。
EL3 型隕石
在南極隕石中發現了第一個 EL3 型隕石，從而確證 EL 群隕石具有獨立的母體和完整的熱變質系列。在此基礎上，率先開展 EL3 與 EH3 型隕石的對比研究，闡明了 EH 與 EL 群隕石母體在巖石礦物學上的主要差異，提出 EH 群隕石母體形成于較 EL 群更加還原的條件。Sears 等 1984 年在《Nature》上報導了第一個 EL5 型隕石，但隨后的研究表明該隕石屬于 EH 而不是 EL 群。
發現了新的頑輝石隕石類型，其巖石礦物化學特征介于 EH 與 EL 群之間，反映了太陽星云的化學組成在空間上具有連續變化的特點。該類型隕石的發現使頑輝石球粒隕石的化學群由 2 個增加到 3 個。
F－金云母
在確立 EH 和 EL 群隕石母體巖石礦物學特征的基礎上，開展強還原條件下隕石熱變質作用的研究，首次發現該類隕石在熱變質過程伴隨明顯的還原反應。在南極隕石中發現 4 個沖擊熔融 EH 群隕石，結合不同巖石類型 EH 和 EL 群隕石的對比研究，并借助各種宇宙溫度計和閃鋅礦溫度－壓力計等，提出 EL 群隕石母體具有緩慢冷卻和相對開放體系的特征，而 EH 群隕石母體經歷了碰撞破碎、再重新吸積等復雜的演化歷史。此外，在頑輝石隕石中首次發現 F－金云母，提供了研究揮發性組分在強還原隕石母體中演化的重要線索。
太陽歸宿 編輯本段
太陽星云
太陽如今已經 50 億歲了，處于中年時期，往后要走的路就是一步步通向沒落：
太陽→紅巨星→白矮星→黑矮星
就是從體形巨大到收縮發光再到不發光最后徹底消失。這還是最好的結果，如果太陽可以如此善終那么它的生命還可以持續 50 億年。在衰亡的過程中，太陽的質量會越來越小，這就使得它的引力越來越弱，最終造成太陽系散伙。但事實上這種最好的結果很難成就，因為會有第二種情況出現。
大仙女座星云
大仙女座星云距銀河系 190 萬光年，正以 125km/秒的速度和銀河系靠近，大約 45 億 6 千萬年以后兩支大軍就會相遇，而仙女座星云的可見光強度是太陽系的 20 億倍，銀河系的命運必定改變，其結果有兩種：
1.由于仙女座星云的巨大引力，銀河系成為俘虜，變成一個相當于衛星的恒星系統，開始圍著別人轉；
2.兩敗俱傷，毀滅后的塵埃合二為一成為新的星系。
反正這兩種情況不管哪一種發生，太陽都不再是今天的太陽，地球也不可能是今天的地球。
探索意義 編輯本段
到那時候我們的后代不知道要怎樣生存（如果那時候還有我們的后代的話），也許有什么辦法維護我們的地球，把它變成一個超級宇宙飛船，改變軌道，飛離太陽系，飛離銀河系，在更廣闊的空間給地球安個新家；也許無情無義的拋棄地球（畢竟人是什么事都做得出的），全人類乘上巨大的諾亞方舟帶著動植物、水、制造氧氣的原料、還有鍋碗瓢盆去尋找地球的替代品。
太陽星云圖
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