行星的起源(五)：恒星原始云——行星物质的笼牢！

还是循例简介一下前面各贴的内容：
一. 行星的起源(一)：行星胚的形成----引力不作为！
http://www.astronomy.com.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=287693&page=1&extra=#pid3463883
物体在质点式中心天体引力场中的表现，
1. 物体的弹性力（Fy=(dL/L)*E/S）大于引力（Fg=GMm/r^2)，
只有当物体的尺寸满足L>4E(dL)/(πGMm)的条件，才能由引力产生汇聚；
2. 物体碰撞破碎产生的碎片的速度很大，
只有当其中有一个物体的尺寸满足R>V*sqrt(3/(8πρG))的条件，才能使汇聚继续，
否则碰撞后碎片将永远分离；
3. 当物体小到一定尺寸，L<（0.3%×E×T）/（ρ×v），碰撞产生的变形远小于物体的断裂极限，才会不继续破碎，
所以，在真空中，物体不能靠引力汇聚，反而只会在不断的碰撞中变为细小的碎片。


二. 行星的起源(二):气体尘埃云在原行星物质汇聚中的作用 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-287812-1-1.html
1. 在原恒星星云中，因为云物质极其稀疏，流体作用力很轻柔，对了大解度对碰，运动方向大致相同的物体可以发生很轻微的接触；
2. 流体作用力在物体完成全接触后就会产生流体夹断，可以由物体间的微弱引力进行维持。
所以，在恒星形成的数千万年中，大角度碰撞可以把物体粉碎，但可以在流体力的作用下汇聚，这是引力做不到的，
这个作用才是行星吸积的最关键作用。
这个流体的吸引力有请高人指点。


三. 行星的起源（三）：物体在云团中的行为 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-289452-1-1.html
1. 云物质按高斯分布令到在云团中的引力和环绕速度有一个特别的分布形态，
2. 行星原始物质在云中运动时，速度大了会往外闯，但越往外引力越大，闯不出去；
3. 速度小的时候会往云中心走，但越往内走引力越小，需是没有引力，但没有引反而同样转不进中心，
就象两堵墙夹着一个井，这就是传说中的势阱，行星物质就往这里汇聚。
4. 在云中心与势阱之间，行星原始物质的绕行速度与距中心的距离成正比，在这里积聚的物质自转方向与公转方向相同
5. 在势阱以外直到云团以外，行星原始物质的绕行速度与距中心的距离成反比，在这里积聚的物质自转方向与公转方向相反
6. 在势阱附近，行星原始物质的线行速度最大，主星原始云团的自转速度也在这个位置最大，（成星之后自转最大也是势阱半径处）
7. 行星原始物质的行为还需视云团的其他作用而定，主要就是中心主星原始云的作用和外围气体尘埃盘的作用。
气体在行星原始物质的作用， a=(3C/8)*(ρ气/ρ物)*(v^2/R物)


四. 行星的起源(四)：云团的形态和行为 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-290569-1-1.html
1. 主星原始星为在中心，近标准球体，低速自转，最终形成恒星的自转，前后是角动量守恒的
2. 主星原始星云收缩过程中不断升温，分子热运动麦氏分布的高温尾段产生气体逸散，在主星原始云自转的引导下聚向赤道，是公转速度的运动
3. 自转运动的主星原始云与公转运动的外盘面间是逸散区与过渡区


4. 在主星原始云团，云团运动速度慢但行星原始物质运动速度快，速度差达到行星的公转速度水平
这个a=(3C/8)*(ρ气/ρ物)*(v^2/R物)，到底应该是几次方，有请高人或有资源做基础研究的行家指点

5. 主星原始云照收缩后，已经形成的行星胚会脱离主星原始云，开始与逸散区、过渡区和盘面作用
这时的速度差会减小，但如果行星胚的轨道与盘面有夹角，盘面就会对行星轨道参数有调整的作用
这个调整的作用力也是流体作用力a=(3C/8)*(ρ气/ρ物)*(v^2/R物)，
但这个a到底应该是V的几次方，有是请高人或有资源做基础研究的行家指点才行

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言归正转，这一楼探讨在中心星原始云团里，在奇特引力场和气动阻力的共同作用下，行星原始物质的运动和分布形态

这一层贴一些不考虑阻力情况下，行星原始物质在主星原始云里的运动情况
首先说明，这是一个低水平的假仿真，用分段函数模拟云的分布积分（总质量和引力、势阱都是这个没函数表达的累积高斯分布函数），没钱没办法，
阻力暂时用速度的平方，没办法，基础科学研究更烧钱，个人烧不起，
用excel做低级假仿真，这个更没办法，超级计算机要超级大国家级投资，个人更玩不起。

先把一个太阳打散揉碎磨成粉化成气体，分布到1.5Au的范围里，按高斯正态分布，分布函数和分布图前面贴过了，这里不重复，
这个太阳恒星原始云团（这个说法是区别于逸散区、过渡区和高速公转盘面区）的引力、势能、速度等分布前面都出过了，也不重复，
简单的低级假仿真显示，
在云团的边缘(天蓝色的正圆形，中间红点是云中心)
高速运动
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稍高速运动
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稍低速运动
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低速运动（黑色闭合线轨道是太阳恒星中相对应的轨道，上同，下同）
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各种运动都不是闭合曲线，
这显示云团中的碎片运动与中心主星中的物质运动不同，
他可以历遍大范围的空间，只要他比别人大，就可以有效清除他的轨道空间的杂物，
这是行星定义很重要的一条，但是，如果行星是在中心天体完全收缩之后才形成，那个闭合轨道令他很难完成有效清除轨道空间杂物的使命，
这一条足以证明，行星在主星点火前形成的观点，比他在主星点火行形成更可信。
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.接着看，在云团接近中心的位置
高速运动
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稍高速运动
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稍低速运动
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低速运动
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很低速运动
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可见这些运动同样是不闭合的轨道，虽然也和在边缘的运动一样可以有效清除轨道杂物，
但是，两个情况综合之下，外缘低速运动和内部高速运动的物体，实际上是会发生高速大角度碰撞的，
这在恒星的行星系统形成过程中，是一个重要的步骤：——
——让大部分无规则运动的原始造行星物质碎解，让细碎的小碎片在云团的自转作用下同化运动特性，然后再重新揉合为运动特性相同的行星群！

最后看一看在势阱处的情况
1. 高速运动
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2. 稍高速运动
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3. 稍低速运动
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4. 低速运动
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以下速度一个比一个低
5.
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6.
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7.

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可见高速运动和极低速运动时的情况同前面的差不多，
但是，在势阱的运动中，可以看到2、3、5三种情况比上面各种情况好得多
第4图几乎可以说是一放飞就直奔稳定轨道。

所以，势阱可以汇聚，这个说法我相信了。.
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这一层贴一些大质量的行星原始物质的运动情况
在上一层的基础上，把太阳恒星原始云的阻力考虑进去，
这个太阳恒星原始云团的中心密度为0.00069kg/m^3，约为3.37E17个粒子/cm^3，
很稀疏，但1.5Au的外层稀薄气体压下来，也有差不多三个大气压的压强，
这个太阳恒星原始云团的势阱在0.81Au处，密度为0.000072kg/m^3，更稀薄，
但这里有0.1015个大气压，刚好和万米高空差不多，速度大了点，把那个阻力公式将就着用上，
简单的低级假仿真显示
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.这几个是在云边缘的运动，由于云体稀薄，而且还跑到云外，所以只要有数十米到近百米以上大小的事物，云的阻力基本上就不起作用了，
.这些物件将长期流离浪荡，好象很潇洒，但结果可能会很悲惨——撞到粉身碎骨！
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.在云的内部同样
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.这些在云团内部流离浪荡的事物，因为这里的云物质密度大，阻力也大，所以，能游荡的都是数百米甚致数百千米的，
他们的结果和前面说的一样。
相反，小一点的物质在这里就会很快归顺了，这在后两层再说。

这一层最后看一下在势阱的情况
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.在势阱处，要数百米到数千米大小以上才能闯荡江湖去找死。

在上面所说的各种情况之外，小一点的事物就会很快归顺，甚至一放飞就直奔稳空轨道，
这个另找时间在后两层补图。
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这一层贴一些质量适中的行星原始物质的运动情况
当行星原始物质质量不太大的情况时（补充说明一下，这里上上下下所说的行星原始物质，都是取3500kg/m^3的岩石为例），
主星原始云团的气动阻力开始生效，这些碎片（这是哈勃官网的正式说法）的行踪就开始与大直径（质量）碎片的表现不同了，
在云团的边缘
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半径从数十米到数米的碎片轨道变化和大碎片的轨道变化更大，也就是圆化的过程，当然，因为是在云的边缘，这个变化还是很慢的，
但是对于同样位置上同样运动的碎片：
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半径从数十cm到数cm的小碎片，感觉就象匆匆地赶去归化，就这不到十圈的低级假仿真中就基本上归圆了。

同样在外缘，速度小一点
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半径数米的碎片轨道调整也较快
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数十cm以下的碎片也是直奔圆轨了。

往下省略快速调整的情况，直接只做直奔圆轨的假仿真：
.在边缘稍慢速度的情况下
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.直奔圆轨的半径是数十cm到数cm以下
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速度更小的时候半径数米大小的碎也直奔圆轨

.在势阱
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.速度不大时，直奔圆轨的碎片半径达数十米

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.速度再小一些，直奔圆轨的碎半径大到近百米
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速度再小一些，直奔的圆轨正在势阱上，碎片的半径更达到数千米大！

把速度逐步放小
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虽然碎片的稳定圆轨道也在降底，但比不上速度降低的幅度，仿佛在中间遇到一堵软墙，
同时，能直奔圆轨的碎片半径不过数十米，
那个能让数千米半径碎快速稳定甚至直入圆轨的地方，真是一个势阱！
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.往下看势阱以内位置发出的直奔圆轨碎片的尺寸，就更说明问题了：（提示黑色闭合轨道是同一碎片在太阳恒星身边运行的轨道，作为速度的参照）
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.这当中最大的共同点就是，能快速进稳定轨道的碎片半径都在数十到数米以下！
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这一层贴一些小质量的行星原始物质的运动情况
因为要省流量的关系，上面一层一次性把图都贴光了，这里做个总结

第一点是大质量的碎片，因为气动阻力作用不大，游离浪荡，走起来大上大落、大开大合，很潇洒但结果也很状烈，
如果原始星云里有运动状态杂乱无章的大个子碎片，他们会因为大角度高速碰撞而变为齑粉，
粉碎的碎片会很快直奔正圆轨道，这些在正圆轨道上的微小碎片会在云团自转的感化下被云团自转同化，
这个同化在前面头两贴探讨过，也和吸积盘面的形成相似，这里就不重复了。

第二点是质量适中的碎片因为气动阻力刚刚生效，所以作用也不太大，他会快速转轨，由大上大落、大开大合很快收敛，
原始星云里的这类碎片有可能会同样被撞散，但也有可能在这过程中吸纳小碎片发展壮大，甚至成为轨道怪异但为数不多的怪星，
这个在第二贴里所说的天王星是也，“一个摇曳的行星”那一贴说的也是这种情况。

第三点是小碎片，他们会迅速进入正圆轨道，
从上一层所贴的图来看，可以看到小碎片快速进入正圆轨道的特性，会形成主星原始云团内部特有的碎片分布规律，
那就是外围边缘的碎片很小，在1.5Au半径的太阳原恒星云团里，外围碎片的半径小到cm级以下，往云团里面会缓慢增加，直到在势阱位置达到最大，
在势阱位置附近的碎片会大到数千米的半径，再往里面又会减少，但怎么减到减不到数十米以下的水平，
可见，在主星原始云团里面，内部不但气体密度大、压力大、气动力大，碎片分布的量和尺寸（单个质量）也大，碎片在内部汇聚的机会比外部高。
这是一个重要的探讨结论。

往后，下一贴就要探讨碎片群的行为了。
本贴想到新增问题才更新第六层吧。

这一层是对上面贴图的总结

sorry，因为贴图量较大，为免大家的回复干扰，先占楼了
希望没有违返板规

到这里才是沙发吧？顶一个。
等跳跳兄把前面几楼补完整，再仔细读一遍。

收藏学习学习了。。。

法拉利ss 发表于 2014-4-17 20:52
到这里才是沙发吧？顶一个。
等跳跳兄把前面几楼补完整，再仔细读一遍。 ...

防着抢沙发呢，哈哈。
今天搞得太晚了，板凳的图明天再贴。