吸积

在天体物理学中，吸积是粒子通过重力吸引吸积盘中更多物质（通常是气态物质）而聚集成大质量物体。 大多数天体，如星系、恒星和行星，都是由吸积过程形成的。

地球和其他类地行星由流星物质形成的吸积模型于 1944 年由 Otto Schmidt 提出，随后是 William McCrea (1960) 的原行星理论，最后是 Michael Woolfson 的俘获理论。 1978 年，安德鲁·普伦蒂斯 (Andrew Prentice) 复活了拉普拉斯关于行星形成的最初想法，并发展了现代拉普拉斯理论。 这些模型都没有被证明是完全成功的，而且许多提出的理论都是描述性的。

1944 年 Otto Schmidt 的吸积模型在 1969 年由 Viktor Safronov 以定量的方式进一步发展。 他详细计算了类地行星形成的不同阶段。 从那时起，该模型得到了进一步发展，使用密集的数值模拟来研究星子的积累。 现在公认的是，恒星是由星际气体的引力坍缩形成的。 在坍缩之前，这种气体主要以分子云的形式存在，例如猎户星云。 随着云的坍塌，失去势能，它升温，获得动能，角动量守恒确保云形成一个扁平的圆盘——吸积盘。

大爆炸后几十万年，宇宙冷却到可以形成原子的程度。 随着宇宙继续膨胀和冷却，原子失去了足够的动能，暗物质充分结合，形成了原星系。 随着进一步的吸积发生，星系形成了。 间接证据很普遍。 星系通过合并和平稳的气体吸积而增长。 吸积也发生在星系内部，形成恒星。

恒星被认为是在巨大的冷分子氢云内部形成的——巨大的分子云大约有 300,000 M☉，直径为 65 光年 (20 pc)。 数百万年来，巨大的分子云很容易坍塌和破碎。 然后这些碎片形成小而致密的核心，然后坍缩成恒星。 核心的质量从太阳的几分之一到几倍不等，被称为原恒星（原太阳）星云。 它们的直径为 2,000–20,000 个天文单位（0.01–0.1 个），粒子数密度约为 10,000 至 100,000/立方厘米（160,000 至 1,600,000/立方英寸）。 将其与海平面空气的粒子数密度进行比较——2.8×1019/cm3（4.6×1020/立方英寸）。

太阳质量的原恒星星云最初坍缩大约需要 10 万年。 每个星云都以一定量的角动量开始。 星云中心部分的气体，具有相对较低的角动量，经历快速压缩并形成热流体静力（非收缩）核心，其中包含原始星云质量的一小部分。 这个核心形成了将成为恒星的种子。 随着坍缩的继续，角动量守恒决定了下落包络的旋转加速，最终形成一个圆盘。

随着来自圆盘的物质继续下落，包层最终变得薄而透明，年轻的恒星物体 (YSO) 变得可见，最初在远红外光下，后来在可见光下。 大约在这个时候，原恒星开始聚变氘。 如果原恒星足够大（超过 80 MJ），就会发生氢聚变。 否则，如果它的质量太低，该物体就会变成褐矮星。 一颗新恒星的诞生发生在坍缩开始后大约 10 万年。 这个阶段的天体被称为 I 类原恒星，也被称为年轻的 T Tauri 星、演化的原恒星或年轻的恒星天体。 到这个时候，正在形成的恒星已经吸积了大部分质量； 圆盘和剩余包络的总质量不超过中央 YSO 质量的 10-20%。

在下一阶段，包层完全消失，被圆盘收起，原恒星变成典型的金牛座 T 星。 后者有吸积盘并继续吸积热气体，这在它们的光谱中表现为强烈的发射线。 前者没有吸积盘。 经典的 T Tauri 恒星演变成弱线衬 T Tauri 恒星。 这发生在大约 100 万年后。 经典 T Tauri 恒星周围的圆盘质量约为恒星质量的 1-3%，并且以每年 10-7 至 10-9 M☉ 的速度吸积。 通常也存在一对双极射流。 吸积解释了经典 T Tauri 恒星的所有奇特特性：发射线中的强通量（高达恒星固有光度的 xxx）、磁活动、光度变化和喷流。