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第307章 恒星与行星(转变与形成)(2 / 2)

- SIMP J0.5+0(质量≈12.7倍木星),具有磁场和极光,但无法进行氢聚变。

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3. 恒星残骸 vs. 行星的界限

- 白矮星/中子星/黑洞:

- 这些是恒星死亡的产物,不算行星,但某些极端情况(如PSR J1719-1438 b)可能模糊分类。

- 褐矮星:

- 质量介于行星和恒星之间,冷却后类似巨行星,但仍不算真正的行星。

- 被剥离的恒星核心:

- 如果质量足够低(≈木星级别),可能被归类为行星质量天体,但形成机制不同。

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4. 科学共识

恒星通常不会直接变成行星,因为它们的演化终点是白矮星、中子星或黑洞。

某些恒星残骸或褐矮星可能表现出类似行星的特性,但本质仍是恒星或亚恒星天体。

未来观测可能发现更多模糊分类的奇特天体,但目前的定义仍较清晰。

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结论

恒星变行星在自然条件下极不可能,但某些恒星残骸或特殊演化产物可能接近行星的状态。真正的行星仍需通过原行星盘吸积形成,而非恒星直接转变。

二、行星与恒星的形成过程:

1. 恒星的诞生(恒星形成,Star Foration)

恒星诞生于巨大分子云(GMC,Giant Molecur Cloud)的引力坍缩,主要经历以下阶段:

(1)分子云坍缩

原始材料:主要由氢(H?)、氦(He)和少量尘埃组成。

触发机制:

自发坍缩(局部密度波动)

外部扰动(超新星冲击波、星系碰撞等)

(2)原恒星(Protostar)形成

引力收缩 → 核心温度、压力上升。

吸积盘(Aretion Disk)形成,物质向中心聚集。

热核反应尚未开始,主要靠引力能发光。

(3)主序星阶段(Hydrogen Burng)

当核心温度达到 1000万K,氢核聚变(H→He)启动,恒星正式诞生。

进入主序星阶段(如太阳已在此阶段约46亿年)。

恒星质量范围:

最小恒星(红矮星):≥0.075 M☉(约75倍木星质量)。

褐矮星(失败恒星):1375倍木星质量(仅短暂氘聚变)。

2. 行星的形成(行星形成,P Foration)

行星诞生于恒星周围的原行星盘(Proary Disk),主要有两种理论:

(1)核心吸积模型(Core Aretion)

适用于类地行星和气态巨行星

步骤:

1. 微行星(Pesials):尘埃碰撞结合,形成公里级天体。

2. 行星胚胎(Pros):继续吸积,形成月球至火星大小天体。

3. 类地行星(如地球):金属/岩石物质聚集而成。

4. 气态巨行星(如木星):核心吸积足够气体(需在气体盘消散前完成)。

(2)盘不稳定模型(Disk Instability)

适用于快速形成的气态巨行星

过程:原行星盘局部引力不稳定,直接坍缩成行星。

行星质量范围:

类地行星(地球、金星):<10 M⊕(地球质量)。

超级地球(SuperEarths):210 M⊕。

气态巨行星(木星、土星):1013 M_J(木星质量)。

超过13 M_J → 可能成为褐矮星。

3. 恒星 vs. 行星形成的关键区别

特征 恒星 行星

物质来源 分子云坍缩 原行星盘吸积

能量来源 核聚变(H→He) 无核聚变(反射/残余热)

最小质量 0.075 M☉(75 M_J) 无严格下限(小至月球)

形成时间 10万1000万年 100万1亿年

典型代表 太阳、红矮星、蓝巨星 地球、木星、超级地球 恒星 行星

4. 特殊天体:模糊边界

1. 褐矮星(Brown Dwarfs)

质量介于行星与恒星之间(1375 M_J)。

短暂氘聚变,但无法持续氢燃烧。

2. 流浪行星(Rogue Ps)

被抛出行星系统的孤行星,可能直接由坍缩形成。

3. 白矮星+行星系统

恒星死亡后,残留行星可能围绕白矮星运行(如WD 1856+534 b)。

5. 科学共识

恒星通过分子云坍缩形成,依赖核聚变维持发光。

行星通过原行星盘吸积形成,不进行核聚变。

褐矮星介于两者之间,但更接近恒星形成机制。

极端情况(如巨行星碰撞)可能产生类恒星天体,但极其罕见。

总结

恒星和行星的形成机制截然不同:

恒星 = 分子云坍缩 + 核聚变点燃

行星 = 原行星盘吸积 + 固态/气态聚集

两者共同构成了宇宙中丰富多样的天体系统!