增生（天體物理學）

在天體物理學中，積聚是通過重力吸引更多物質（通常是氣態物質）進入吸積盤的顆粒積聚到巨大的物體中。大多數天文對象，例如星系，恆星和行星，都是由增生過程形成的。

概述

奧托·施密特（Otto Schmidt）於1944年提出了地球和其他由隕石材料形成的陸地行星的吸積模型，其次是威廉·麥克雷亞（ William McCrea）的原始理論（1960年），最後是邁克爾·伍爾夫森（ Michael Woolfson）的捕獲理論。 1978年，安德魯·普倫蒂斯（Andrew Prentice）復活了關於行星形成的最初的拉普拉斯（Laplacian）觀念，並發展了現代拉普拉斯理論。這些模型都沒有證明完全成功，許多提出的理論具有描述性。

奧托·施密特（Otto Schmidt）的1944年增積模型在1969年由維克多·薩弗羅諾夫（Viktor Safronov）以定量方式進一步開發。他詳細計算了陸地行星形成的不同階段。從那時起，使用密集的數值模擬進一步開發了該模型來研究行星積累。現在可以接受，星際氣體的重力塌陷形成恆星。倒塌之前，這種氣體主要是分子云的形式，例如獵戶座星雲。隨著雲的崩潰，失去勢能，它會加熱，獲得動能，並且角動量的保護可確保云形成扁平的磁盤 -積聚磁盤。

星系的積聚

大爆炸發生幾十萬年後，宇宙冷卻到原子可能形成的地步。隨著宇宙繼續擴展和冷卻，原子失去了足夠的動能，深色物質結合了足夠的聚集，形成了雜產的能量。隨著進一步的積聚，星系形成。間接證據是廣泛的。星系通過合併和光滑的氣體積聚生長。積聚也發生在星系內，形成恆星。

星星的積聚

恆星被認為在冷分子氫的巨雲中形成 - 大約_300,000 m☉和65光年（20 pc ）直徑的巨型分子云。在數百萬年的時間裡，巨大的分子云容易崩潰和破碎。然後，這些碎片形成了小的密集岩心，進而崩潰成恆星。岩心的質量範圍從一定數的範圍到太陽的幾倍，被稱為原始的（原始極）星雲。它們的直徑為2,000–20,000個天文單位（0.01-0.1 PC ），粒子密度約為10,000至100,000/cm ³ （160,000至1,600,000/cu IN）。將其與海平面空氣的顆粒數密度進行比較-2.8 × 10 ¹⁹ /cm ³ （4.6 × 10 ²⁰ /cu in）。

太陽質質量原子星雲的最初崩潰需要大約100，000年。每個星雲始於一定程度的角動量。具有相對較低的角動量的星雲中央部分的氣體經歷快速壓縮並形成熱靜水壓（非縮合）核心，其中包含一小部分原始星雲的質量。這種核心形成了將成為恆星的種子。隨著崩潰的繼續，角動量的保護表明，插入包膜的旋轉加速，最終形成了磁盤。

隨著磁盤中的材料中的插入，包膜最終變薄且透明，年輕的恆星物體（YSO）變得可以觀察到，最初是在遠紅外的光中，後來在可見的。大約在這個時候，原恆星開始融合氘。如果原恆星足夠大（高於80 m _J ），則會隨後氫融合。否則，如果其質量太低，則物體將變成棕色矮人。新恆星的誕生髮生在崩潰開始後約100，000年。此階段的物體被稱為I級原恆星，它也稱為年輕的T陶裡星星，進化的原恆星或年輕的恆星物體。到這個時候，成立的恆星已經使大部分質量積聚。磁盤的總質量和剩餘的包膜不超過中央YSO質量的10–20％。

在下一階段，信封已被磁盤收集到，而原子恆星成為經典的T牛裡星。後者俱有積聚磁盤並繼續吸收熱氣體，這表現為它們的光譜中的強烈排放線。前者沒有積聚磁盤。經典的T Tauri星星演變成弱襯裡的T Tauri恆星。這發生在大約一百萬年之後。經典T托里恆星周圍的磁盤質量約為恆星質量的1-3％，並且每年以10 ^-7至₁₀ ^-9m☉的速度積聚。通常也存在一對雙極噴氣機。該積分解釋了經典T托里星的所有特性：發射線中的強磁通量（最高恆星的內在發光度的100％），磁性活性，光度變異性和JET。發射線實際上形成，因為積聚的氣體撞擊了恆星的“表面”，該恆星發生在其磁極周圍。噴氣機是積聚的副產品：它們帶有過度的角動量。經典的T托里階段持續了大約1000萬年（只有幾個例子是所謂的彼得·潘磁盤，那裡的積聚持續持續了更長的時間，有時持續了超過4000萬年）。該磁盤最終由於積聚到中央恆星，行星形成，噴射噴射的彈射以及紫外線輻射的光蒸發而最終消失。結果，這位年輕的恆星變成了弱襯的T托里之星，該恆星數億年來，它依靠其最初的質量演變成一個普通的太陽般的恆星。

行星的積聚

宇宙灰塵的自我批化會加速顆粒到巨石大小的行星上的生長。較大的行星會產生一些較小的行星，而另一些則在碰撞中崩潰。積聚磁盤在較小的恆星，近距離二元的恆星殘留物或被材料包圍的黑洞（例如星系中心的恆星）中很常見。磁盤中的某些動力學（例如動態摩擦）對於允許繞氣體失去角動量並落在中心巨大物體上的必要條件。有時，這會導致出色的表面融合（請參閱Bondi積聚）。

在形成陸地行星或行星岩心時，可以考慮幾個階段。首先，當氣體和塵土碰撞時，它們會通過范德華力和電磁力等微物理過程凝聚，形成微米尺寸的顆粒。在此階段，積累機製本質上很大程度上是非重力的。但是，在厘米至米的範圍內的行星形成尚不清楚，也沒有提供令人信服的解釋，即為什麼這種穀物會積累而不是簡單地反彈。特別是，尚不清楚這些物體如何生長到0.1-1 km（0.06–0.6 mi）大小的行星。這個問題被稱為“儀表尺寸障礙”：隨著灰塵顆粒的凝結生長，它們相對於其附近其他顆粒的相對速度越來越大，以及系統的內向漂移速度，從而導致破壞性的碰撞和破壞性的碰撞。從而將聚集體的生長限制為一定的最大尺寸。沃德（Ward，1996）建議，當緩慢移動的穀物碰撞時，碰撞穀物的非常低但非零的重力會阻礙它們的逃脫。人們還認為，穀物碎片化在補充小穀物並保持圓盤厚的情況下起著重要作用，並且在保持各種尺寸的固體中相對較高。

已經提出了許多越過“儀表大小”屏障的機制。可能形成卵石的局部濃度，然後重力塌陷成大小行星大小的行星。這些濃度可能是由於氣盤的結構，例如在渦流，壓降處，在巨型行星產生的間隙的邊緣或磁盤湍流區域的邊界上的邊緣。或者，粒子可以通過稱為流態不穩定性的反饋機制在其濃度中發揮積極作用。在流媒體不穩定性中，固體與原球磁盤中的氣體之間的相互作用導致局部濃度的生長，因為新顆粒在濃度較小的情況下積累，從而導致它們成長為大細絲。或者，如果由於灰塵的聚集而形成的穀物高度多孔，則可能會持續到足夠大到足以塌陷，因為它們自身的重力。這些物體的低密度使它們能夠與氣體保持強烈的結合，從而避免了高速碰撞，從而導致其侵蝕或碎片。

穀物最終粘在一起形成稱為行星的山房大小（或更大的）物體。行星模擬之間的碰撞和重力相互作用結合在一起，在大約0.1-10萬年中產生月球大小的行星胚胎（ Protoplanets ）。最後，行星胚胎碰撞到超過10到1億年的行星。地球上有足夠的巨大，以至於相互重力相互作用足夠重要，可以在計算其演變時考慮到。由於氣阻力而導致較小的物體的軌道衰減有助於生長，從而使它們無法滯留在胚胎的軌道之間。進一步的衝突和積累導致地面行星或巨型行星的核心。

如果地球通過岩石局部濃度的重力塌陷形成，則它們的生長成生長，而巨型行星的岩心則由卵石的進一步積聚。卵石積聚是由物體朝著巨大的身體加速的物體感覺到的燃氣阻力的幫助。氣阻力將鵝卵石放在巨大身體的逃逸速度以下，導致它們朝向並被其吸收。與行星的積聚相比，卵石積聚可能會加速行星的形成1000倍，從而使巨型行星在氣盤耗散之前形成。然而，通過卵石積聚的核心增長似乎與天王星和海王星的最終質量和組成不相容。

地球行星的形成與巨型行星的形成不同，也稱為Jovian行星。構成陸地行星的顆粒是由內部太陽系中凝結的金屬和岩石製成的。然而，喬維安的行星開始於大型冰冷的行星，然後從太陽星雲中捕獲了氫氣和氦氣。由於太陽星雲的霜凍線，這兩類行星的分化是出現的。

小行星的積聚

在小行星起源和進化的各個階段，隕石都包含積聚和影響的記錄；但是，尚不清楚小行星積聚和生長的機制。有證據表明，小行星的主要生長可能是由於軟骨的燃氣輔助積聚而導致的，它們是毫米尺寸的球形，它們是在空間中熔融（或部分熔融）液滴形成的，然後才能吸收給其母小行星。在內部太陽系中，軟骨似乎對於發起積聚至關重要。小行星的微量可能部分是由於2 au以上的軟骨形成效率低下，或者是從原恆星附近的軟骨遞送的效率較低。此外，影響控制小行星的形成和破壞，被認為是其地質進化的主要因素。

太陽星雲中可能形成的軟骨，金屬顆粒和其他成分。這些積聚在一起形成父小行星。這些身體中的一些隨後融化，形成了金屬岩心和橄欖石 - 富含橄欖石的地幔。其他人則被稱為改變。小行星冷卻後，撞擊侵蝕了45億年，或被破壞。

為了發生積聚，衝擊速度必須小於逃生速度的兩倍，逃逸速度約為100 km（60 mi）半徑小行星的140 m/s （460 ft/s ）。在小行星帶中積聚的簡單模型通常假設千分尺大小。但是，一些論點表明，小行星可能沒有這種方式積聚。

彗星的積聚

彗星或其前體是在外部太陽系中形成的，可能是行星形成之前數百萬年的。辯論如何以及何時形成彗星，對太陽系形成，動力學和地質學具有明顯的影響。三維計算機模擬表明，在彗星核上觀察到的主要結構特徵可以通過弱彗星弱的成對低速積聚來解釋。當前有利於編隊機制是Nebular假設，該假設可能是彗星可能是行星生長的原始行星“構建塊”的殘餘。

天文學家認為，彗星既起源於Oort Cloud and Scacted Disk 。當海王星向外遷移到原始kuiper帶中時，創建了散落的磁盤，該帶在當時更靠近太陽，並在其喚醒中留下了一個永遠無法受到其軌道影響的動態穩定物體（ Kuiper Belt）適當的）和一個人口足夠接近的人口，海王星仍然可以打擾它們，因為它在太陽周圍（散落的磁盤）繞過。由於散射的磁盤是動態活躍的，並且Kuiper帶相對動態穩定，因此現在將散射的磁盤視為周期性彗星的原點。經典的Oort雲理論指出，oort雲是半徑約為50,000 au（0.24 pc）的球體，與太陽星云同時形成，偶爾將彗星釋放到附近的巨型行星或星際系統中。並導致重力破壞。在螺旋星雲中可能已經看到了這種彗星雲的例子。

羅塞塔（Rosetta）的67p/churyumov – gerasimenko彗星的任務在2015年確定，當太陽的熱量滲透到表面時，它會觸發埋入冰的蒸發（昇華）。雖然某些產生的水蒸氣可能會從細胞核中逸出，但其中80％的水蒸氣在表面以下的層中重新構想。該觀察結果表明，靠近表面的薄冰層薄層可能是彗星活動和進化的結果，並且全球分層不一定發生在彗星的地層歷史中。儘管大多數科學家認為所有證據表明，彗星核的結構是上一代較小的冰球行星的碎石堆，但羅塞塔任務消除了彗星是截然不同材料的“瓦礫堆”的想法。羅塞塔（Rosetta ）的任務證實了彗星是不同材料的“瓦礫堆”的想法。彗星似乎形成了〜100公里的身體，然後壓倒性地接地/重新連接到目前的狀態。

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