外行星的生星机制

本文提出了行星系统中外行星的生星机制。这种机制由两部分内容所组成：一是旋臂的颈缩和拉伸;二是振动引起两个相邻星胎之间的旋臂断裂,使行星胎脱离原太阳进入公转轨道而成为行星。

外行星的生星机制

李振芳

长安大学（710064）

E-mail：摘 要：本文提出了行星系统中外行星的生星机制。这种机制由两部分内容所组成：一是旋臂的颈缩和拉伸；二是振动引起两个相邻星胎之间的旋臂断裂，使行星胎脱离原太阳进入公转轨道而成为行星。

关键词：颈缩，裂纹，振断

1．引言

弄清行星的生成机制是研究行星系统演化过程中至关重要的一步，近代星云说认为行星的形成是由星云盘中的非气体物质凝结成尘埃粒子和雪片，这些尘埃和雪片通过天然粘性物质聚成大小不等的团块，同时尘粒向赤道面沉降，当尘层中物质密度增至足够大时，会分裂成粒子团，然后生成星子，星子长大，合并成行星胎，行星胎进一步演化便形成行星[1] 。尘埃先形成星子再形成星胎的观点已经被很多人所接受，但星胎又是如何演化成行星的呢？至今未见被人们普遍接受的理论或假说。

生成内、外行星的星胎的形成过程大致相同，也就是说内、外行星胎具有相同的生成机制和形成过程。但是从星胎演化成行星的过程，对内、外行星来说并不一样。本文目的就是论述外行星的生星机制，所谓生星机制就是星胎获得一定条件脱离原太阳而成为行星的机制。

2．外行星的生星机制

2.1 旋臂的颈缩与拉伸

星胎是由核吸收供养区的物质后逐渐长大而成的[2] 。图1表示一个二级行星系统的行星胎孕育区中，星胎和供养区的位置关系。其中6个以实线画的圆表示6个行星胎，虚线画出的圆表示供养区。当星胎逐渐长大成熟时，供养区内，星胎外的物质在不断减少，在个行如图2所示。这种凹陷环绕在旋臂四周， 使星胎之间的旋臂内、外测面[2]处就会产生凹陷，凹陷处的旋臂截面面积明显小于相邻星胎处的截面面积，这种凹陷现象称为颈缩。

本文提出了行星系统中外行星的生星机制。这种机制由两部分内容所组成：一是旋臂的颈缩和拉伸;二是振动引起两个相邻星胎之间的旋臂断裂,使行星胎脱离原太阳进入公转轨道而成为行星。

颈缩现象主要发生在旋臂处。旋臂是行星胎孕育区中生成外行星胎的区域。在孕育区生成内、外行星胎的区域是迎扫面和基圆围成的区域[2]，在这一区域的迎扫面上也会产生凹陷，但凹陷的程度显然不如旋臂处。因此内行星胎不会以外行星的生星机制成为行星。

图2 旋臂颈缩示意图

颈缩使两行星胎之间旋臂的截面变小，从而使旋臂的强度降低。在离心力的作用下使两行星胎之间的距离增大。由于旋臂是由几个行星胎和它们之间的介质组成的，这些介质实际上是更低级别的星胎或星子，甚至是未能形成星子的尘粒，所以，行星胎之间的距离增大所 产生的效果是旋臂被拉长。如图3所示。由颈缩和离心力作用引起的旋臂的增长称为旋臂的拉伸。

图3 旋臂的拉伸示意图

旋臂的颈缩和拉伸的结果，都使得旋臂强度、刚度降低。这样一来，整个旋臂就逐渐变得薄弱起来。

2.2 旋臂的振动

颈缩出现之后，当旋臂外侧面（即迎扫面）扫过原恒星（原太阳）周围介质时，就相当于周围介质在有波纹的表面流过一样。如图4，介质流会形成波浪起伏的状态。这种状态的

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