行星的起源(二):原行星物质汇聚的原动力——流体力

六楼有补充说明，论述行星的下场：——

——行星的“下场”/“死亡”
在不同的恒星系统、不同的位置，迎接行星的是不同的下场：
1、在小质量恒星系统中，比如在红矮星系统，
恒星因为质量小，历经数百亿年慢慢烧完那一丁点的氢之后慢慢冷却，所属行星也只能乖乖地陪着至星进入地狱冥界。
2、在中等质量恒星系统中，比如与太阳质量不相上下这个级别的恒星系，恒星烧完氢之后变为红巨星，之后再沦为白矮星再冷却，
伴随他的行星，因为位置不同，会面临不同的命运，
近轨行星会淹没在红巨星的中心附近化为乌有，
中轨行里也淹没在红巨星的浅层，在太上老君的丹炉里炼为金丹(蒸发掉一切可以蒸发的物质，结下一个金属星球，
远轨行星可能只被剥光所有而成为裸行星——类地岩石行星。
之后齐齐沦入冰寒的冥府。
3、在大质量恒星系统中，随着中心恒星的爆发和超级爆发，随着恒星所抛出的气壳所到之处，行星虽是给烤干剥光，但也从此1重获自由了！
这一点可能唯理解一点，可以想象一下：
在太阳系，地球，绕日速度v0=sqrt(gR)，g=GM/R^2，一一>v=sqrt(GM/R)      [sqrt()是开平方]
逃逸速度v1=sqrt(2gR)，g=GM/R^2，一一>v1=sqrt(2GM/R)，
如果太阳爆发把80%的质量抛向深空，m=M/5！
则V0'=sqrt(Gm/R)=sqrt(GM/5/R)=v0/sqrt(5)
V1'=sqrt(2Gm/R)=sqrt(2GM/5/R)=v1/sqrt(5)=v0/sqrt(2/5)，约等于v0/1.6！
也就是说，如果太阳(或某个恒星)超级爆发，把80%的物质远远抛向宇宙深空，
随着抛出物越过某行星运行轨道，因为行星所受引力骤然减小，原来平稳运行的环绕速度是恒星爆发后相同位置上逃逸速度的1.6倍，行星将义无反顾地随被恒星抛出的气壳遁向宇宙深空！
(除非恒星爆发抛出气壳不起过总质量的一半)

补个图，恒星爆发之后，行星的去向与行为：

逻辑上是能自洽，相当不错，学习了，等以后有观测数据，比如不同阶段正在形成的恒星系，能够提供证据就好了，支持楼主

人生当如是初见 发表于 2014-2-20 09:10
逻辑上是能自洽，相当不错，学习了，等以后有观测数据，比如不同阶段正在形成的恒星系，能够提供证据就好了 ...

其一，
自洽是基本要求，如果一个理论要上帝给一个初始值，然后在不同情况下还要依赖不同的巧合和天灾，连自圆其说都达不到，那还不如回家带孩子去！
除了自洽之外，还必须有普适性，不能每个地方都要一个不同的初始值，更不能不同的地方同一阶段还要不同的巧合和不同的天灾。
如果什么事都必须要去求上帝帮忙，那就不要当科学工作者，去干神职工作好了。

其二，
我那些行星形成的概念（我不敢把他叫做理论，省得让人纠着打），都在恒星点火前玩的，基本上是看不到的；
但是，恒星点火后，
比如说“一个摇曳的行星”那一贴所说的“Kepler-413b”，
原则链接：http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-287622-1-1.html
（参考链接：http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/star/extrasolar-planets/2014/12/）
就是可见的。

其三，后面所说的行星调轨、恒星爆发后恒星的动态行为也是可以通过天文观察验证的。

最后，我搞这个概念和别人搞的理论不同，我的这个概念是可以并且敢于通过试验论证和验证的。

这个系列还是要一贴一贴详细续下去才行。

人生当如是初见 发表于 2014-2-20 09:10
逻辑上是能自洽，相当不错，学习了，等以后有观测数据，比如不同阶段正在形成的恒星系，能够提供证据就好了 ...

靠引力，在恒星形成之后再造行星，有一点是绝对不能自洽的，就是自转方向与公转方向不一致。

在恒星形成后，恒星以外，除了一些零散的造行星物质之外就是广漠的虚空，
引力与恒星系统中心成平方反比关系，圆周运动的速度是内大于外，

在逆时针公转的轨道上伴飞的两个物体是顺时针的，刚好与公转方向相反

所以，如果是恒星形成后才形成行星，行星的自转与公转是反向的。

但在弥漫星云里，

圆周云动的速度在很大范围内几乎是与半径成正比的，
也就是说，两个伴飞的物件，离中心远的一个飞得比另一个快，
结果是在气体的聚合作用下，公转与自转方向是一致的！

致此，行星在恒星核聚变点火前，完胜！
我敢说这是一个学说了！

应该说，虽然只是个人猜测，但这个猜测有合理性。

不过，要更有说服力，你应该做些数值计算，说明流体真的能发挥你所设想的作用。或者引用他人的计算成果也可以。

人生当如是初见 发表于 2014-2-20 09:10
逻辑上是能自洽，相当不错，学习了，等以后有观测数据，比如不同阶段正在形成的恒星系，能够提供证据就好了 ...

这个“理论”构思到今天在“三叶虫”那个“金星和火星换位”的楼里解块了另一个问题：
——金星逆向自转的问题。
如果原行星在恒星核聚变差不多启动前后才开始积聚，到核聚变光芒吹跑吸积盘气体前一刻才完成积聚，
由于原始星云99%以上的物质都己积聚在小小的原恒星上，吸积盘气体虽然还能帮助原行星物质积聚，但整体引力分布已成了中心天体引力场的平方反比形式，积聚出来的原行星己成自转与公转反向的局面！
这一点刚好与金星的地质年龄极短相印证！

就太阳系的情况来说，唯一未能吻合的就是那个躺着自转的天王星了。

又学习了。
天王星算得上是奇葩。
在遥远的过去，有什么物质干扰了它？

法拉利ss 发表于 2014-2-24 22:57
又学习了。
天王星算得上是奇葩。
在遥远的过去，有什么物质干扰了它？

哈哈，这个奇葩星的问题等着你问昵，答案送给你：
我在“一个摇曳的行星”那个楼说的就是这个奇葩星，答案早就有了。
原行星物质在原始星云里的运动是各向同性的，在气体的作用下可以形成走各种不同形态轨道的原行星。
原行星在原始星云不同收缩阶段会分别形成与公转方向相同或相反的自旋，
但无论自旋方向与公转方向是否相同，赤道面与黄道面在成星时应该是差不多一致的！
然后在星云收缩成盘状之后，就会象Kepler-413b那样，公转轨道平面就会在气体盘的作用下向气体盘赤道面归顺，
由于行星自转的陀螺效应，公转轨道面的进动对自转轴影响不大，公转轨道归顺后自转轴基本不变，
这就是大家现在看到的躺着自转的天王星了！

那个Kepler-413b，如无意外，公转轨道面会在气盘赤道面上慢慢停下来，
如果以后有机会打一条飞船过去，一定会看到他和天王星差不多，侧着身子甚至躺着自转！

哈哈，又攻下一个了。


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补充：恒星的自转与行星系统的关系
1.  原始星云的自转越慢，原始星云收缩的各向异性差异越小，
原始星云收缩的向心运动会更多一点，而圆周运动的惯性离心力造成的向吸积盘盘面积聚的运动少一点，
简单、通俗地说就是吸积盘直径就越小，吸积盘上气体也越少（形成巨木行星或双星的机会亦越小），而中心主星的自转速度则越慢！
2.  相反，原始星云的自转越快，吸积盘直径就越大，吸积盘上气体也越多（形成巨木行星或双星的机会亦越大），而中心主星的自转速度则越快！

根据天仓五的观测，
主星特性
光谱分类 G8 V[1]
U−B 色指数 +0.22[1]
B−V 色指数 +0.72[1]
变星类型 None
质量 0.81 M☉
半径 0.816±0.013[3] R☉
表面重力 (log g) 4.4[4]
亮度 0.59 L☉
温度 5,344 ± 50[5] K
金属量 22–74%[4][6]
自转 34 days[7]
年龄 ~100 亿年

行星系
成员(依恒星距离) 质量                  半长轴(AU)        轨道周期(天)    离心率
b                          2.00 ± 0.79 M⊕ 0.105 ± 0.006   13.965 ± 0.02  0.16 ± 0.22
c                          3.11 ± 1.40 M⊕  0.195 ± 0.01    35.362 ± 0.1    0.03 ± 0.03
d                         3.50 ± 1.59 M⊕  0.374 ± 0.02     94.11 ± 0.7      0.08 ± 0.26
e                         4.29 ± 2.00 M⊕   0.552 ± 0.02    168.12 ± 2.0     0.05 ± 0.2
f                          6.67 ± 3.50 M⊕   1.35 ± 0.1        642 ± 30          0.03 ± 0.3
资料来源，http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E5%80%89%E4%BA%94

主星比太阳小，五个类地行星都比太阳系的大，原因可以用我那个行星形成机制的概念解析：
因为原始星云小，原恒星积聚和核聚变启动时间长，积聚的原行星星核都较大，最后吹出来的类地行星也要比太阳系的大。

另外有一点可以丰富我那个行星形成机制的概念：
天仓五的主星自转周期（34天）比太阳（25~36天）长，
主星的旋转源于原始星云，天仓五的质量/半径都是太阳的0.81和0.816倍，说明他的收缩程度比太阳高，他的密度应该是太阳密度（1.3克/cm^3）的1.49倍左右，约为1.94克/cm^3。
也就是说，如果反推他与太阳密度一样的时候，他的自转周期会比34天还要长得多，
说明他的原始星云的自转比太阳原始星云的自转还要慢，
原始星云的自转越慢，原始星云收缩的各向异性差异越小，
原始星云收缩的向心运动会更多一点，而圆周运动的惯性离心力造成的向吸积盘盘面积聚的运动少一点，
简单、通俗地说就是吸积盘直径就越小，吸积盘上气体也越少（形成巨木行星或双星的机会亦越小），而中心主星的自转速度则越慢！
相反，原始星云的自转越快，吸积盘直径就越大，吸积盘上气体也越多（形成巨木行星或双星的机会亦越大），而中心主星的自转速度则越快！

从天仓五的主星自转情况来看，他的行星系统（以太阳系的冥系矮行星为比较基准）要小得多，远远到不了40Au那么远，
在恒星原始星云收缩过程中，向心收缩的主体是气体，惯性离心力影响造成的盘面积聚主体是固体，
所以天仓五的原始星云吸积盘上气体不多，真的形成不了巨木行星。

恒星自转（原始星云自转）与行星系统关系的另一个例证：天苑四
主星特性
光谱分类 K2V[1]
U−B 色指数 +0.58[2]
B−V 色指数 +0.88[2]
V−R 色指数 +0.50
R−I 色指数 +0.42
变星类型 天龙座BY变星
径向速度 (Rv) +15.5±0.9[1] km/s
自行 (μ) 赤经：−976.36[1] mas/yr
赤纬：17.98[1] mas/yr
视差 (π) 310.74 ± 0.85[1] mas
距离 10.5 ± 0.03 ly(3.218 ± 0.009 pc)
绝对星等 (MV) 6.19
质量 0.85[4] M☉
半径 0.84[5] R☉
表面重力 (log g) 4.57[6]
亮度 0.28 L☉
温度 5073±42[7] K
金属量 [Fe/H]=−0.13±0.04[7]
自转 11.1 days
年龄 5–10 亿年

伙伴(依照与恒星的距离)   质量                     半长轴(AU)      轨道周期(天)     离心率
小行星带                                                       3 AU
波江座εb                          1.55 ± 0.24 MJ      3.39 ± 0.36    2502 ± 10        0.702 ± 0.039?
小行星带                                                       20 AU
波江座εc (unconfirmed)    0.1 MJ                   40?                 102200?          0.3
尘埃盘                                                           35 — 100 AU
资料来源：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%A2%E6%B1%9F%E5%BA%A7%CE%B5

主星星龄5~10亿年，亮度 0.28 L☉
1. 年轻的主星自转比太阳快，可视尘埃盘比太阳范围广，这个和我那观点吻合！
2. b星此时已经在40Au处已经有0.1MJ，这么小的主星，在这么远的距离上，质量差不多是太阳系的天王星、海王星和冥系矮行星的总和，说明原始吸积盘在这个位置上仍然很厚重，也和我的观点吻合！
3. 主星光度只有太阳的0.28倍，估计作用气体尘埃云在主星光芒与引力的平衡下会在2Au~2.8AU处成为内界，形成一个内厚外簿、内密外疏的稳定气体尘埃盘，3Au处的那个小行星带有望被b星吸收，成为一个此恒星系统最大的巨木行星，往外就是象太阳系那样的水巨星、冰巨星、......地往外排列下去。
4. 中心星年龄不大，气体尘埃盘未清空，各行星、小行星带的轨道还有足够的时间被圆化。

我觉得这个理论很有意义，对于解释类木-类地-类木这种奇怪的星系非常有帮助，这种星系用跃迁理论很难解释通。但有个问题，就是从1995年发现飞马座51b后，大量发现的黄矮星星系中的热木星和热海王星的问题。希望能用这个理论解释一下人类发现的首个主序星系外行星-热木星飞马座51b的形成。为什么这个比太阳重，自转和太阳差不多的黄矮星的行星是这个样子的？

magchinast 发表于 2014-3-7 11:29
我觉得这个理论很有意义，对于解释类木-类地-类木这种奇怪的星系非常有帮助，这种星系用跃迁理论很难解释通 ...

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飞马坐51主星资料
质量	1.11 [2] M☉
半径	1.237 ± 0.047[2] R☉
表面重力 (log g)	4.33[5]
亮度	1.30 [2] L☉
温度	5571 ± 102 K
金属量 [Fe/H]	0.20[5] dex
自转	21.9 ± 0.4 days[6]
年龄	6.1–8.1[7] Gyr
年龄	6.1–8.1[7] Gyr

飞马坐51b
主星质量1.11，半径1.237，亮度1.3，温度5571K，
星龄61亿~81亿年，
（维基的资料http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A3%9B%E9%A6%AC%E5%BA%A751）
但质量1.11的恒星比太阳还重，典型半径应为1.05左右，典型温度应为6000K，
但这个星的半径还有1.237，温度只有5571K，很明显是还在收缩加温，
维基61亿~81亿年星龄的估计太老了，减一个零差不多。

飞马坐51b軌道參數
半長軸	0.0527 ± 0.0030天文單位
離心率	0.013 ± 0.012
軌道周期	4.230785 ± 0.000036地球日

（维基的资料http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%A3%9B%E9%A6%AC%E5%BA%A751b）
质量为地球的150倍，表面温度1265K，
对一个年轻的恒星，在近轨出现一个热木星，很正常
到主星壮年时，把这个飞马坐51b的气壳吹干，剩下一个地球质量1~2倍的裸岩星，也很正常。

楼主所说的“吹”应该是前文提到的恒星风暴吧。那是不是说明光谱类型A和F的行星会拥有更多类地行星呢？

其实我对于楼主理论中所说，类地行星最后依赖星风的吹动而形成的还是持一定保留的。因为目前有数量不少的G和F恒星的近恒星行星是木星和海王星级别的。我觉得不能完全都解释成年轻恒星吧。我想这样解释：吸积的时候由于种种原因，吸积就有大小之分，之后恒星风暴把吸积少的吹成类地，而多的就吹不开了，所以还是气态巨行星。否则也不好解释气态-固态-气态这样的星系。不知道楼主觉得合理吗？

magchinast 发表于 2014-3-7 15:19
楼主所说的“吹”应该是前文提到的恒星风暴吧。那是不是说明光谱类型A和F的行星会拥有更多类地行星呢？ ...

Yes，就是那个吹。

也许吧，貌似AFGK的温度光照关系都比较平缓，
但是，A型星以上，质量增加相应的温度光照都暴增，
而K型以后温度光照都急减，
所以有说法是应该在FGK之内。

但我还是认为在F及以上星型中，因为恒星孕育时间短，所以成星时的原行星胚不会太大，轨道倾角、偏心率都会偏大，
而且这类星光照猛烈，会很快把吸积盘气体吹远，还会把星胚的气壳吹跑，所以，在大质量恒星近旁的裸岩行星都不会太大，
而在远处的行星倒有机会吸饱主星从内部吹出来的气体形成巨型气体行星。
另一方面，K及以下星型中，因为恒星孕育时间长，所以成星时的原行星胚会很大，轨道倾角、偏心率反而不会很大，
而且这类星光照弱，不能把吸积盘气体吹远，甚至吹不动原行星胚的气壳，所以，在小质量恒星近旁的行星反而应该是很大的气体行星，
而在远处的行星没有主星从内部吹出来的气体，形成的只会是比较小的气体行星，
在小质量恒星贴地飞行的应该是大型裸行星。

magchinast 发表于 2014-3-7 15:24
其实我对于楼主理论中所说，类地行星最后依赖星风的吹动而形成的还是持一定保留的。因为目前有数量不少的G ...

关键就看主星成星时那些近轨的原行星胚吸积到多大了，
如果原行星胚的星核足够大，依附在他身上的气壳够厚，甚至由自身引力形成液化气层甚至固化气层，那当然是吹他不胀了。

magchinast 发表于 2014-3-7 11:29
我觉得这个理论很有意义，对于解释类木-类地-类木这种奇怪的星系非常有帮助，这种星系用跃迁理论很难解释通 ...

这个楼当时写得有点急，云的形态和行为还没有搞清楚，写完系列（四）之后就很清楚了，
中心星的主体云是低速自转收缩，并在收缩过程中，在势阱以内形成顺向自转的行星星胚，
当造行星物质在中心星主体云的势阱收缩进去以后还未形成，之后就会形成逆向自转的行星星胚。

而中心星的主体云以外的吸积盘是以环绕速度高速运行的。


也就是说，当中心星主体云的还有七八十Au时，冥系矮行星的星胚就形成了，
当当中心星主体云的还有五六十Au、三四十Au时，海王星、天王星的星胚就形成了，
......所以他们都是顺向自转的。

只有金星的星胚是在中心星主体云小于1.5Au甚至1Au还没有完全形成，
所以只有他的自转是逆向的。

天王星形成星胚时是一个接近垂直的大倾角轨道，等中心星主体云收缩进去后，他就会如前面所说的那样在高速绕行的吸积盘作用下调整轨道倾角，
即使太阳点火后还可以继续调整轨道倾角，




那个摇曳的行星也是这样，木星的巨量气体也是在这个时候一步一步积大的。
红矮星因为能量小，吸积盘吹不大动甚至完全吹不走，形成的行星当然巨大了。

gohomeman1 发表于 2014-2-24 20:31
应该说，虽然只是个人猜测，但这个猜测有合理性。

不过，要更有说服力，你应该做些数值计算，说明流体真的 ...

我也想，
但两个刚体间的流体作用，这个公式找不到，
而且速度太大密度太低，估计这个东西就是让美国人搞，也得放到近地空间做实验才能拿得到数据建模型，
我这个民科，能把定性分析做到这一步，算是做到尽的了。
没办法。

magchinast 发表于 2014-3-7 15:19
楼主所说的“吹”应该是前文提到的恒星风暴吧。那是不是说明光谱类型A和F的行星会拥有更多类地行星呢？ ...

这个“恒星风（或太阳风）”在天文知识版和版主有较详细的讨论，我的观点是光的作用，
包括“恒星风（或太阳风）”，在我的观点也是恒星（太阳）表面逸散气体在强大的光辐射作用下形成的。
因为太阳光辐射的光子密度是太阳风带电粒子密度的一百万倍，
就算光辐射作用的截面比带电粒子小一百倍，就算单个光子的能量比带电粒子小一千倍，
三项综合，太阳光辐射也比太阳风强十倍，
太阳风只不过是状丽的极光让大家的双眼给震撼了，他其实虚得很。