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2012 年 3 月 28 日

太陽系外行星特展 (57)：恆星與原行星盤 (Stars with Protoplanetary disk，proplyds)

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 太陽系外的行星系統會有何特徵呢？我們將探討這些行星的組成、大小、結構、大氣成分、運行方式等特徵種類。我們已經介紹了俗稱「鑽石行星」的碳行星 (Carbon planet)、環聯星運轉行星 (Circumbinary planet)、冥府行星 (Chthonian planet)、無核行星 (Coreless planet)、類木行星 (Gas giant)、熱木星 (Hot Jupiter)、大離心率類木行星 (Eccentric Jupiter)、氦氣行星 (Helium planet)、熱海王星 (Hot Neptune)、流浪行星 (Interstellar planet)、鐵行星 (Iron planet)、海洋行星 (Ocean planet)、脈衝星行星 (Pulsar planet)、類地行星 (Terrestrial planet)、超級地球 (Super-Earth)。然而它們的形成條件、以及與母恆星的關聯性似乎也是許多人想知道的，所以我們今天特別介紹 恆星與原行星盤 (Stars with Protoplanetary disk， proplyds)。

原行星盤 (Proplyd ， Protoplanetary Disc) 是在年輕恆星外圍繞的濃密盤狀氣體。典型的原行星盤來自主要是氫分子的分子雲，當分子雲分的大小達臨界質量 (mass) 或密度 (density) 時，將會產生自身重力 (gravitation) 而塌縮使密度將變得更高，原本在雲氣中隨機運動的分子，也因而呈現出分子雲均勻的淨角動量運動，因須遵守角動量守恆導致分子雲半徑縮小的同時、自轉速度亦增加，這種自轉致使分子雲逐漸扁平呈現為盤狀。在我們銀河系內已經觀測到一些年輕恆星周圍的原行星盤，尤其是最近哈柏太空望遠鏡 (HST) 發現獵戶座大星雲 (M 42) 內正在形成的原行星盤。天文學家也在距離太陽不遠的恆星，如天琴座 (Lyra) 織女星 (α Lyr，Vega)、北冕座 (Corona Borealis) 貫索四 (α CrB，Gemma) 、和南魚座 (Piscis Austrinus) 北落師門 (α PsA，Fomalhaut) 發現大量的原行星盤材料，或許本身就已經是原行星盤。一個環繞著恆星公轉的行星 (planets) 系統是怎樣形成的？近 10 年來大量關於行星的尋找觀測，理論上已有了許多進展，天文學家提出上左圖示 吸積模式 (Accretion model) 和上右圖示 氣體塌縮模式 (Gas-collapse model) 來解釋行星體的生成過程。水是目前所知唯一能在原行星盤內大量的以固態和氣態並存的物質，典型的原行星盤可以由氣體和冰的比率推導出大範圍內的密度和溫度的組成。氣態的水傾向於控制與支配靠近分子雲和恆星光球層之上的分子雲中心平面區域，固態的冰則在分子雲外側和中間區域佔有絕大的比例。
　

明日主題 : 太陽系外行星特展 (58)：地球之最 ─ 海平面高度篇

天文史上的今天 : 1982 年 3 月 28 日，美國化學家威廉·弗朗西斯·吉奧克 (William Francis Giauque，1895.5.12.─ 1982.3.28.) 逝世。他因接近絕對溫度零度的物質特性研究，而榮獲 1949 年諾貝爾化學獎。
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    主編 : 陳輝樺
         諮詢服務 : 陳輝樺或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學休閒事業管理系)

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