大家好，欢迎来到《天文探秘》课堂。本课程主要简单介绍天文学的基本知识，包括宇宙和星系、引力和暗物质、太阳和太阳活动、恒星和致密星（黑洞）、以及系外行星 等多个领域和方面。通过本课程的学习，你能够系统地了解到很多不曾了解的事实，惊奇地发现许多令人惊叹的奥秘。 本课程总共十周，由五位老师共同授课（各位老师均为相关领域的专家）、每人两周。课程以介绍基本知识为主，尽量避免复杂公式的推导和计算，所以难度不大，但知识点比较多。学习者通过观看视频学习，然后完成每周小测即可。最后总成绩即为每周小测成绩之和。 《天文探秘》课程是一门难得的好课，期待大家的加入，让我们一起探索神秘的宇宙！
行星的诞生
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天文探秘
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从本节课中
系外行星的探索和形成
本章节主要介绍系外行星相关的内容，包括系外行星的发现、探索和形成。地球（太阳系）是极其特殊的，正是因为这个特殊性从而创造出我们人类。或许，通过观察系外行星的形成和演化过程，可以帮助我们进一步探寻人类起源等问题的答案。
与讲师见面
施勇教授
天文与空间科学学院
谢懿副教授
天文与空间科学学院
陈鹏飞教授
天文与空间科学学院
李向东教授
天文与空间科学学院
周济林教授
天文与空间科学学院
所以我们进入了行星的形成篇，那我们这里用的标题叫《亿万年 沧海变桑田》。
这个这个沧海变桑田大概只是 大地上的一些事情对不对？这个地图我们从网上下载的，
也不知道是哪个人杜撰出来的，反正看不出来啥东西，这是一个，一个海，
对吧，这个单词叫Africa Ocean，非洲海， 搞不清楚。
这个其他是大陆，这个正好跟那个相反，那就是意思就是沧海变桑田。
但是呢真的行星形成，那么比这个过程还要剧烈，因为整个行星当时还没形成呢， 所以整个过程是非常的漫长的。
那么前两次是不是讲的恒星的形成，是李老师给你们讲的是不是？
那么这个大家知道，恒星是怎么形成的？恒星首先是，
大家知道，在一些空气，就是说太空中吧，有一些叫，
分子比较稠密的地方叫分子云，对吧？这个分子云 比较冷的，温度大概10K左右，对不对？越冷当然越容易凝结，
那么在有些地方密度会达到一定的密度，那么会形成一些团块， 就随机分布一些团块。
这个团块密度达到一定地步，那么之间的相互之间的引力 这叫达到了这个叫，有个叫
引力塌缩的一个极限，那么这个就会坍缩， 对吧，引力嘛，引力叫塌缩，这是一个不稳定， 不稳定过程。
为什么呢，你越塌缩，它里面的核越大， 我吸引边上的东西的能力越强，对不对？靠引力，所以它就越塌缩，所以越长越大，
当然你要直到你把你边上的东西全部吸干为止，对吧？像吸血鬼一样的， 把这些气体全吸收为止，它不吸血，它吸气体。
气体全吸收完了之后，中间会形成一个 比较致密的核，这个原恒星。
但是要注意，这个团块 刚开始虽然是很均匀的，但是有一样东西它存在，
有个叫初始角动量，对吧？但是至于这个初始角动量怎么来的？ 这个是也是没有解决的一个问题，这个大家可以看到就是说，
叫天文学，这个十万个为什么，类似于天文学 一万道难题之类的，这个宇宙中，宇宙中
就角动量的，初始角动量是怎么产生的这也是个难题。
但是你可以想象，我们可以不同的团块，就算是整个团块 很多很多团块，σ的角度等于零，但是它局部是有
这样的角动量，那里有这样的角动量，对不对？一个团块有一个总的角动量，这是可以的。
但只要一旦有角动量，大家知道，像汽车一样，像自行车，大家骑自行车，
对吧，当然现在你们都很少骑自行车了都， 那么自行车为什么不倒，就是一个角动量一个方向。
所以它是角动量这样的，如果有角动量存在， 你不能缩到一个点上，对吧？气体缩到一个点上，不角动量等于零吗？
角动量mr平方，对不对？这个mr乘上v，
这个惯量就是mr的平方，这个mr乘上v，这个r等于0，角动量不就等于0了吗？ 对吧。
那好，那必须有一个角动量，有个质量，而且有个m在外面， 这个角动量，就慢慢地张开一个盘，
大量的东西，质量都到里面去了， 少量的东西往外走，往外走的时候呢，角动量，带走了大量的角动量，
所以会在赤道边粘出一个盘出来，那这个盘，
而且两边有叫做喷流，对不对？ 叫两极的流，bipolar这个flow对不对？
然后这个盘到一定地步的时候，你可以，它的有一些尘埃物质会出来，
那么这个尘埃，本身这个气体盘里面，当然这个气体盘这个尘埃怎么出来，
这又是一个问题，对吧？这个怎么出来呢？这是 首先我们假设这已经不是第一代恒星了，是第二代恒星，第一代恒星是没有，只有氢和氦，
对不对？那么它先形成恒星，然后恒星死亡，起内核反应，然后会 爆炸，然后产生一些尘埃，尘埃再进来。
所以尘埃会在里面，那我们看尘埃， 可以通过，因为它尘埃可以反射恒星的光，那么它自己也会有一个温度，那么在
红外的地方看尘埃，非常的容易看到，所以这个盘是容易被看到的。
那么而且看这个盘，我们知道它的寿命是多少，这个通过统计的办法，
比如说，我看个一万个盘， 那么假设，其中有一千个盘，它的年龄在一百万年，
一千，看一万个恒星，其中有一千个是一百万年的， 一百万年的这个这个恒星，它有90%是有盘的，
这在两百万年呢，这个80%有盘，对不对？到这个三百万年，到一千万年的时候，就只有1- %有盘了。
那我这条线画出来，我就相当于一个半衰期，我就把它年龄给定下来了，对不对？
那么用这种办法，我们发现，盘的很多寿命，平均寿命， 大概到三百万年左右。
好，有这个三百万年的存在的时间，这就足够了， 行星就在这个盘上生成了。
所以我们这个 角度，为什么放到恒星之后，是因为想把恒星讲完了， 那么再讲行星。
当然了，我们这个行星主要讲，关注这个盘，恒星我们就不关注了。
那么关注这个盘，盘里的颗粒物质凝聚形成行星，最后，
使得七十万年以后，就是三百万年，平均是三百万年，有的长的是一千万年，
之后，那么恒星星风，里面的星风和外面的星风，把这个盘吹散掉了，
或者电离掉了，变成离子了，那当然就不是分子，我们就说不是盘了， 没有气体盘了，那就，这个就，盘消失了。
那剩下的这些东西呢，就在相互作用， 进一步并合颗粒物质，长大，形成像地球这种行星。
所以大概的过程是这样子的。
那么好，我们下面关注行星的形成。
那么行星的形成基本上有两种模型， 都是基于盘的，那么现在最主要的两个行星形成模型，
一个叫引力不稳定模型，另外一个叫核吸积。
引力不稳定什么意思呢， 就是说，既然恒星在密度很
大，温度很低的地方它可以塌缩，那我这个盘上，
盘上温度很低的地方，密度很大的地方，是不是也可以塌缩，形成一个团块呢？
这个答案当然是可以的，对吧？当然就是看你的密度是不是足够低， 这个密度足够高，温度是不是足够低。
因为盘上有个，有一个不利的因素，形成行星，因为盘是在转的。
就有一个离心力，对吧？惯性离心力。
所以说，要 达到这个形成，就必须有很多条件，那我这里列出一个条件之一，主要有两个条件，
最主要的一个条件叫Q，Q这个叫Toomre，Q因子， 这个是什么呢？是按分子升速，Ω是
角速度，角频率，就是开普勒运动频率，上面是分子升速， 下面πG都是常数了，后面是Σ，Σ是盘面的面密度，
所以说你可以看到，这个盘的面密度越大， 这个Q越小，而Q小于1，就可以形成塌缩，这是一个必要条件。
那么升速当然是在分子里，所以升速越大， 那么就越不容易形成这种办法，形成行星。
那么升速是什么呀？ 是根号kt，μkt，是跟温度，根号成正比的。
那如果说温度很高，那么就不容易形成，对不对？还有这个Ω，Ω开普勒速度，
开普勒速度，里面很快，外面很慢， 所以外面慢的就容易形成。
所以把这些因素全部考虑进去， 我们假设一个，比如说太阳系的一个模型叫太阳系最小质量星云模型，
就是形成太阳系这么多行星最小的一个模型，就这个Σ这个代进去， 最后发现这个Q等于4.4乘一个a除以一个天文单位，
10的-4，然后上分，上面是负四分之一次方。
换句话说，如果说AU，换了一百个AU，
100要开根号10，再开个10，差不多三点几，就是可以达到Q等于这个
4.4的样子，Q，Q可以达到1的样子。
换句话说，像这个只有在外面非常 远的地方，而且温度很低的地方才形成。
那么人们猜测这HR 8799这个系统，这三个恒星，三个行星嘛，
对吧？它很远，它实际上它是用直接成像法看到的， 那么有可能是引力不稳定形成的。
但其它情况呢，多数 这个方法形成不了。
[音乐]
