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原行星

原行星盘内大小如同月球尺度的胚胎行星

原行星是一顆起源於原行星盤內的大型行星胚胎，經過內部熔化產生了分化的內部。原行星被認為是由公里大小的微行星形成的，它們在引力作用下擾亂彼此的軌道並碰撞，逐漸聚集成占主導地位的行星。

一顆倖存的原行星：灶神星。

微行星假說

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微行星是由塵埃、岩石和其它物質形成的物體，大小從公尺到數百公里不等。 根據張伯倫-莫爾頓微行星假說和維克托·薩夫羅諾夫的理論，在行星系統形成的早期，由氣體和塵埃等物質組成的原行星盤將圍繞恒星運行。引力對這些物質的作用會形成越來越大的團塊，直到有些達到微行星的大小[1][2]。

人們認為，微行星的碰撞創造了幾百個更大的行星胚胎。在數億年的時間裏，它們相互碰撞。行星胚胎碰撞以組裝行星的確切順序尚不清楚，但據認為，最初的碰撞會用生成更少但更大的個體組成的第二代胚胎取代第一代胚胎；這些胚胎又會碰撞，產生第三代更少但更大的胚胎。最終，只剩下少數胚胎，它們相撞完成了行星本身的組裝[3]。

早期的原行星含有更多的放射性元素[4]，由於衰變，其數量隨著時間的推移而减少。由於放射性、撞擊和重力壓力的加熱，原行星在向行星生長的過程中熔化了部分。在熔化區，較重的化學元素下沉到中心，而較輕的元素則上升到表面。這樣的過程被稱為行星分化。一些隕石的成分表明，一些小行星發生了分化。

太陽系中的證據

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就太陽系而言，人們認為微行星的碰撞創造了幾百個行星胚胎。這種胚胎類似於穀神星和冥王星，質量約為1022至1023公斤，直徑為幾千公里[來源請求]。

根據大碰撞說，月球是在太陽系的歷史早期，由一顆名為特亞的假想原行星與地球的巨大撞擊形成的[來源請求]。

在太陽系內部，三顆或多或少完好無損的原行星是矮行星穀神星、小行星智神星和灶神星。靈神星很可能是與另一個物體猛烈撞擊並逃跑的倖存者，該物體剝離了原行星的外層岩石層[5]。小行星穎神星也可能與靈神星有相似的起源歷史[6]。小行星司琴星也具有類似原行星的特徵[7][8]。古柏帶的矮行星也被援引為原行星[9]。因為在地球上發現了鐵隕石，所以人們認為在小行星帶上可能曾經有其它金屬核心的原行星被破壞，而它們是這些隕石的來源[來源請求]。

太陽系外原行星

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2013年2月，天文學家首次直接觀測到一顆候選原行星在一顆遙遠恆星HD 100546周圍的氣體和塵埃盤中形成[10][11]。隨後的觀測表明，氣盤中可能存在幾顆原行星[12]。

另一顆觀測到的原行星御夫座AB b可能處於氣態巨星形成的最早階段。它位於御夫座AB恆星的氣體盤中。御夫座AB是已發現的最大系外行星之一，其軌道遙遠，從地球觀察其距離是海王星與太陽距離的三倍。御夫座AB b的觀測可能會挑戰關於行星如何形成的傳統思維。昴星團望遠鏡和哈伯太空望遠鏡觀測到這顆原行星[13]。

原行星盤中的環、間隙、螺旋、塵埃濃度和陰影可能是由原行星引起的。但這些結構尚未被完全理解，因此不被視為原行星存在的證據[14]。研究原行星對星盤影響的一種新興方法，是以氣體速度圖的形式，對原行星盤的分子線進行觀測[14]。HD 97048 b 是第一顆在氣體速度圖中以扭結形式被盤運動學探測到的原行星[15]。

已確認的原行星列表（文獻中稱為「原行星」）
恆星 系外行星 質量

(MJ)

週期

(年)

分離

(AU)

與地球距離

(秒差距)

發現年度 檢測科技
PDS 70 PDS 70 b 3±1 119 20±2 112[16] 2018[17] 直接成像
PDS 70 c 8±4 227[18] 34+6
−3 		112 2019[17] 直接成像
HD 97048 HD 97048 b 2.5±0.5 956[18] 130 184[16] 2019[19] 盤運動學
HD 169142 HD 169142 b 3±2 167[18] 37.2±1.5 114 2014[20]/2023[21] 直接成像[22]

未確認的原行星

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對原行星的可靠探測是困難的，因為原行星通常存在於富含氣體的原行星盤中。這種盤面可以通過稱為盤片碎片化的過程產生超密度。這些碎片可能小到無法解析，因而在觀測的數據中呈現（模仿）原行星的外觀[23]。一些已知的原行星候選者仍未經證實，但有一些探測結果後來受到質疑。

未經證實/有爭議/駁斥的原行星列表
恆星 系外行星 質量

(MJ)

週期

(年)

分離

(AU)

與地球的距離

(秒差距)

發現年代 有爭議/

未經證實/ 駁斥

檢測科技
LkCa 15 LkCa 15 b 12.7 2012[24] 2019年被駁斥[25] 直接成像
LkCa 15 c 18.6 2015[26] 直接成像
LkCa 15 d 24.7 2015[26] 直接成像
HD 100546 HD 100546 b 4-13[27] 249[18] 53±2 108[16] 2015[28] 在2017年有爭議[29] 直接成像
御夫座AB 御夫座AB b 9 94±49 156[16] 2022[30] 在2023年[31] 和 2024年有爭議[32] 直接成像
戈麥斯漢堡（英语：Gomez's Hamburger） 戈麥斯漢堡 b 0.8-11.4 350±50 250 2015[33] 未經確認的候選者 直接成像
IM Lupi（英语：IM Lupi） 2-3 110 2022[34] 未經確認的候選者 盤運動學
HD 163296 multiple?[35] 2022[36] 未經確認的候選者 盤運動學
Elias 2-24 2-5 52 2023[37] 未經確認的候選者 直接成像 + 盤運動學

相關條目

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參考資料

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  1. ^ Cessna, Abby. Planetesimals. Universe Today. 26 July 2009 [5 April 2022]. 
  2. ^ Ahrens, T J. Impact Erosion of Terrestrial Planetary Atmospheres. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1 May 1993, 21 (1): 525–555 [5 April 2022]. Bibcode:1993AREPS..21..525A. ISSN 0084-6597. doi:10.1146/annurev.ea.21.050193.002521. hdl:2060/19920021677  . 
  3. ^ McBride, Neil; Iain Gilmour; Philip A. Bland; Elaine A. Moore; Mike Widdowson; Ian Wright. An Introduction to the Solar System. Cambridge: Cambridge University Press. 2004: 56. ISBN 9780521837354. 
  4. ^ Cessna, Abby. Protoplanets. Universe Today. 2009. 
  5. ^ NASA Selects Investigations for Future Key Planetary Mission. 30 September 2015. 
  6. ^ Kelley, Michael S; Michael J. Gaffey. 9 Metis and 113 Amalthea: A Genetic Asteroid Pair. Icarus. 2000, 144 (1): 27–38. Bibcode:2000Icar..144...27K. doi:10.1006/icar.1999.6266. 
  7. ^ BIG PIC: 2 Pallas, the Asteroid with Protoplanetary Attitude. Discovery Space. Discovery Communications. 2009-10-08 [2009-10-08]. 
  8. ^ Klotz, Irene. ASTEROID FAILS TO MAKE IT BIG: A newly studied asteroid is actually a planetary building block that stopped growing.. Discovery News. Discovery Communications. 2011-10-27 [2011-10-27]. 
  9. ^ Alan Boyle. Protoplanet frozen in time. MSNBC. 2009-10-08 [2009-09-12]. （原始内容存档于2009-10-10）. 
  10. ^ The Birth of a Giant Planet?. European Southern Observatory. 28 February 2013 [2 March 2013]. 
  11. ^ Quanz, Sasch P.; Amara, Adam; Meyer, Michael P.; Kenworthy, Matthew P.; et al. A young protoplanet candidate embedded in the circumstellar disk of HD 100546. Astrophysical Journal. 2013, 766 (1). L1. Bibcode:2013ApJ...766L...1Q. S2CID 56140977. arXiv:1302.7122  . doi:10.1088/2041-8205/766/1/l1. 
  12. ^ Garufi, A.; Quanz, S. P.; Schmid, H. M.; Mulders, G. D.; Avenhaus, H.; Boccaletti, A.; Ginski, C.; Langlois, M.; Stolker, T.; Augereau, J.-C.; Benisty, M.; Lopez, B.; Dominik, C.; Gratton, R.; Henning, T.; Janson, M.; Ménard, F.; Meyer, M. R.; Pinte, C.; Sissa, E.; Vigan, A.; Zurlo, A.; Bazzon, A.; Buenzli, E.; Bonnefoy, M.; Brandner, W.; Chauvin, G.; Cheetham, A.; Cudel, M.; Desidera, S.; Feldt, M.; Galicher, R.; Kasper, M.; Lagrange, A.-M.; Lannier, J.; Maire, A. L.; Mesa, D.; Mouillet, D.; Peretti, S.; Perrot, C.; Salter, G.; Wildi, F. The SPHERE view of the planet-forming disk around HD 100546. Astronomy & Astrophysics. April 2016, 588: A8 [5 April 2022]. Bibcode:2016A&A...588A...8G. ISSN 0004-6361. arXiv:1601.04983  . doi:10.1051/0004-6361/201527940   （英语）. 
  13. ^ Gigantic Jupiter-like alien planet observed still 'in the womb'. CBC News. April 5, 2022 [5 April 2022]. 
  14. ^ 14.0 14.1 Pinte, Christophe; Teague, Richard; Flaherty, Kevin; Hall, Cassandra; Facchini, Stefano; Casassus, Simon. Kinematic Structures in Planet-Forming Disks. Protostars and Planets VII. 2022-03-01, 534: 645. Bibcode:2023ASPC..534..645P. arXiv:2203.09528  . 
  15. ^ Pinte, C.; van der Plas, G.; Ménard, F.; Price, D. J.; Christiaens, V.; Hill, T.; Mentiplay, D.; Ginski, C.; Choquet, E.; Boehler, Y.; Duchêne, G.; Perez, S.; Casassus, S. Kinematic detection of a planet carving a gap in a protoplanetary disk. Nature Astronomy. 2019-08-01, 3 (12): 1109–1114. Bibcode:2019NatAs...3.1109P. ISSN 2397-3366. S2CID 195820690. arXiv:1907.02538  . doi:10.1038/s41550-019-0852-6. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 Gaia Collaboration. VizieR Online Data Catalog: Gaia EDR3 (Gaia Collaboration, 2020). VizieR Online Data Catalog. 2020-11-01: I/350. Bibcode:2020yCat.1350....0G. doi:10.26093/cds/vizier.1350. 
  17. ^ 17.0 17.1 PDS 70 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  18. ^ 18.0 18.1 18.2 18.3 Orbital Period Calculator | Binary System. www.omnicalculator.com. [2023-03-01] （英语）. 
  19. ^ HD 97048 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  20. ^ Reggiani, Maddalena; Quanz, Sascha P.; Meyer, Michael R.; Pueyo, Laurent; Absil, Olivier; Amara, Adam; Anglada, Guillem; Avenhaus, Henning; Girard, Julien H.; Carrasco Gonzalez, Carlos; Graham, James; Mawet, Dimitri; Meru, Farzana; Milli, Julien; Osorio, Mayra. Discovery of a Companion Candidate in the HD 169142 Transition Disk and the Possibility of Multiple Planet Formation. The Astrophysical Journal. 2014-09-01, 792 (1): L23. Bibcode:2014ApJ...792L..23R. ISSN 0004-637X. S2CID 37427761. arXiv:1408.0813  . doi:10.1088/2041-8205/792/1/L23. 
  21. ^ HD 169142 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-04-11]. 
  22. ^ Hammond, Iain; Christiaens, Valentin; Price, Daniel J.; Toci, Claudia; Pinte, Christophe; Juillard, Sandrine; Garg, Himanshi. Confirmation and Keplerian motion of the gap-carving protoplanet HD 169142 b. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2023-02-01, 522 (1): L51–L55. Bibcode:2023MNRAS.522L..51H. arXiv:2302.11302  . doi:10.1093/mnrasl/slad027  . 
  23. ^ Teague, Richard; Jankovic, Marija R.; Haworth, Thomas J.; Qi, Chunhua; Ilee, John D. A three-dimensional view of Gomez's hamburger. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2020-06-01, 495 (1): 451–459. Bibcode:2020MNRAS.495..451T. ISSN 0035-8711. arXiv:2003.02061  . doi:10.1093/mnras/staa1167  . 
  24. ^ Kraus, Adam L.; Ireland, Michael J. LkCa 15: A Young Exoplanet Caught at Formation?. The Astrophysical Journal. 2012-01-01, 745 (1): 5. Bibcode:2012ApJ...745....5K. ISSN 0004-637X. arXiv:1110.3808  . doi:10.1088/0004-637X/745/1/5. 
  25. ^ Currie, Thayne; Marois, Christian; Cieza, Lucas; Mulders, Gijs D.; Lawson, Kellen; Caceres, Claudio; Rodriguez-Ruiz, Dary; Wisniewski, John; Guyon, Olivier; Brandt, Timothy D.; Kasdin, N. Jeremy; Groff, Tyler D.; Lozi, Julien; Chilcote, Jeffrey; Hodapp, Klaus. No Clear, Direct Evidence for Multiple Protoplanets Orbiting LkCa 15: LkCa 15 bcd are Likely Inner Disk Signals. The Astrophysical Journal. 2019-05-01, 877 (1): L3. Bibcode:2019ApJ...877L...3C. ISSN 0004-637X. arXiv:1905.04322  . doi:10.3847/2041-8213/ab1b42  . 
  26. ^ 26.0 26.1 Sallum, S.; Follette, K. B.; Eisner, J. A.; Close, L. M.; Hinz, P.; Kratter, K.; Males, J.; Skemer, A.; Macintosh, B.; Tuthill, P.; Bailey, V.; Defrère, D.; Morzinski, K.; Rodigas, T.; Spalding, E. Accreting protoplanets in the LkCa 15 transition disk. Nature. 2015-11-01, 527 (7578): 342–344. Bibcode:2015Natur.527..342S. ISSN 0028-0836. PMID 26581290. S2CID 916170. arXiv:1511.07456  . doi:10.1038/nature15761. 
  27. ^ Quanz, Sascha P.; Amara, Adam; Meyer, Michael R.; Girard, Julien H.; Kenworthy, Matthew A.; Kasper, Markus. Confirmation and Characterization of the Protoplanet HD 100546 b—Direct Evidence for Gas Giant Planet Formation at 50 AU. The Astrophysical Journal. 2015-07-01, 807 (1): 64. Bibcode:2015ApJ...807...64Q. ISSN 0004-637X. S2CID 119119314. arXiv:1412.5173  . doi:10.1088/0004-637X/807/1/64. hdl:1887/48578. 
  28. ^ HD 100546 | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  29. ^ Rameau, Julien; Follette, Katherine B.; Pueyo, Laurent; Marois, Christian; Macintosh, Bruce; Millar-Blanchaer, Maxwell; Wang, Jason J.; Vega, David; Doyon, René; Lafrenière, David; Nielsen, Eric L.; Bailey, Vanessa; Chilcote, Jeffrey K.; Close, Laird M.; Esposito, Thomas M. An Optical/Near-infrared Investigation of HD 100546 b with the Gemini Planet Imager and MagAO. The Astronomical Journal. 2017-06-01, 153 (6): 244. Bibcode:2017AJ....153..244R. ISSN 0004-6256. S2CID 19100982. arXiv:1704.06317  . doi:10.3847/1538-3881/aa6cae  . 
  30. ^ AB Aur | NASA Exoplanet Archive. exoplanetarchive.ipac.caltech.edu. [2023-03-01]. 
  31. ^ Zhou, Yifan; Bowler, Brendan P.; Yang, Haifeng; Sanghi, Aniket; Herczeg, Gregory J.; Kraus, Adam L.; Bae, Jaehan; Long, Feng; Follette, Katherine B.; Ward-Duong, Kimberley; Zhu, Zhaohuan; Biddle, Lauren I.; Close, Laird M.; Yushu Jiang, Lillian; Wu, Ya-Lin. UV-Optical Emission of AB Aur b is Consistent with Scattered Stellar Light. Astrophysical Journal. 30 Aug 2023, 166 (6): 11. Bibcode:2023AJ....166..220Z. arXiv:2308.16223  . doi:10.3847/1538-3881/acf9ec  . 
  32. ^ Biddle, Lauren I.; Bowler, Brendan P.; Zhou, Yifan; Franson, Kyle; Zhang, Zhoujian. Deep Paβ Imaging of the Candidate Accreting Protoplanet AB Aur b. The Astronomical Journal. 2024-04-01, 167 (4): 172. Bibcode:2024AJ....167..172B. ISSN 0004-6256. arXiv:2402.12601  . doi:10.3847/1538-3881/ad2a52  . 
  33. ^ Berné, O.; Fuente, A.; Pantin, E.; Bujarrabal, V.; Baruteau, C.; Pilleri, P.; Habart, E.; Ménard, F.; Cernicharo, J.; Tielens, A. G. G. M.; Joblin, C. Very Large Telescope observations of Gomez's Hamburger: Insights into a young protoplanet candidate. Astronomy and Astrophysics. 2015-06-01, 578: L8. Bibcode:2015A&A...578L...8B. ISSN 0004-6361. arXiv:1504.02735  . doi:10.1051/0004-6361/201526041. 
  34. ^ Verrios, Harrison J.; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Hilder, Thomas; Calcino, Josh. Kinematic Evidence for an Embedded Planet in the IM Lupi Disk. The Astrophysical Journal. 2022-07-01, 934 (1): L11. Bibcode:2022ApJ...934L..11V. ISSN 0004-637X. arXiv:2207.02869  . doi:10.3847/2041-8213/ac7f44  . 
  35. ^ Kanagawa, Kazuhiro D.; Ono, Tomohiro; Momose, Munetake. Kinematic signatures of a low-mass planet with a moderately inclined orbit in a protoplanetary disk. Publications of the Astronomical Society of Japan. 2023-12-01, 75 (6): 1105–1123. Bibcode:2023PASJ...75.1105K. ISSN 0004-6264. arXiv:2308.12144  . doi:10.1093/pasj/psad059. 
  36. ^ Calcino, Josh; Hilder, Thomas; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Bollati, Francesco; Lodato, Giuseppe; Norfolk, Brodie J. Mapping the Planetary Wake in HD 163296 with Kinematics. The Astrophysical Journal. 2022-04-01, 929 (2): L25. Bibcode:2022ApJ...929L..25C. ISSN 0004-637X. S2CID 244117638. arXiv:2111.07416  . doi:10.3847/2041-8213/ac64a7  . 
  37. ^ Pinte, C.; Hammond, I.; Price, D. J.; Christiaens, V.; Andrews, S. M.; Chauvin, G.; Pérez, L. M.; Jorquera, S.; Garg, H.; Norfolk, B. J.; Calcino, J.; Bonnefoy, M. Kinematic and thermal signatures of the directly imaged protoplanet candidate around Elias 2-24. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2023-11-01, 526 (1): L41–L46. Bibcode:2023MNRAS.526L..41P. ISSN 0035-8711. arXiv:2301.08759  . doi:10.1093/mnrasl/slad010  . 

外部連結

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