行星形成理论中的核吸积模型 核吸积模型是解释类地行星和巨行星固态核心形成的主流理论。其核心思想是：行星通过较小天体（星子）的逐步碰撞和引力结合而增长。这个过程始于原行星盘中的微米级尘埃颗粒。 第一步：从尘埃到星子 在原行星盘的气体和尘埃混合物中，微米级的尘埃颗粒通过范德华力等弱相互作用发生碰撞并粘附在一起，形成毫米到厘米大小的颗粒。当颗粒尺寸增大后，它们与盘内气体的相互作用变得显著。气体在盘压力梯度作用下运动速度略低于 Kepler 速度，导致较大的固体颗粒因气体阻力而损失角动量，并缓慢地向恒星沉降。这一过程促使颗粒聚集到盘的中平面，并继续碰撞生长，形成千米大小的天体，即“星子”。 第二步：星子的寡头生长 星子形成后，动力学演化进入一个新阶段。较大的星子因其更强的引力，能够更有效地吸引和吸积周围的较小星子和颗粒物质。这一阶段被称为“寡头生长”：少数较大的星子（寡头）在局部区域内占据主导地位，它们的生长速度远超较小的星子。引力聚焦效应放大了大星子的有效碰撞截面，使其生长加速，最终可能形成月球至火星大小的“行星胚胎”。 第三步：行星胚胎的巨型撞击 当行星胚胎增长到足够大时，它们之间的轨道会因为引力相互作用而变得不稳定，导致轨道交叉。随之而来的是行星胚胎之间的巨大碰撞。这一“巨型撞击”阶段是行星最终组装成型的关键。例如，地球-忒伊亚（Theia）的撞击被认为导致了月球的形成。对于类地行星，这一过程最终形成了水星、金星、地球和火星。 第四步：气态巨行星的形成（核心吸积） 对于巨行星（如木星和土星），核吸积模型描述了其固态核心如何进一步捕获巨量气体。首先，一个质量约为地球10倍的石冰核心（行星胚胎）通过上述过程形成。一旦这个核心质量达到一个临界值（约10-15倍地球质量），其引力强到足以开始迅猛地从周围的原行星盘中捕获氢和氦气。最初，气体吸积是缓慢的、由核心冷却速率控制的。但当吸积的气体质量与核心质量相当时，过程会失控，发生“失控吸积”，在短时间内形成一个巨量的气态包层，最终形成气态巨行星。