Planetary Systems and the Origins of Life pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Pudritz, Ralph E. (EDT)/ Higgs, Paul (EDT)/ Stone, Jonathan (EDT)

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:2007-10

价格:$ 167.24

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521875486

丛书系列:

图书标签:

• 行星系统
• 生命起源
• 天体生物学
• 行星科学
• 宇宙生物学
• 宜居性
• 外星生命
• 行星形成
• 化学起源
• 宇宙学

好的，以下是为一本名为《恒星演化与行星形成：从尘埃到宜居世界》的图书撰写的详细简介，此书内容与您提供的原书名《Planetary Systems and the Origins of Life》完全无关。 恒星演化与行星形成：从尘埃到宜居世界 一部深入探索恒星生命周期及其对周围行星系统塑造的权威著作。 导言：宇宙织布机的开端 宇宙的浩瀚图景中，恒星是永恒的舞台，而行星系统则是它们在漫长岁月中精心编织的杰作。本书旨在为天文学、行星科学、天体物理学以及地球科学领域的读者提供一个全面而深入的视角，探索恒星——从其诞生到最终命运——如何驱动其周围行星的形成、结构和演化。我们关注的焦点并非生命的起源，而是行星系统这个复杂构造本身的物理和化学基础。 本书从分子云的引力坍缩开始，逐步剖析恒星生命周期的关键阶段，并详尽阐述这些阶段如何直接影响着原行星盘的物理环境，进而决定了行星的物质组成和轨道配置。 第一部分：恒星的诞生与早期环境 第一章：分子云的崩塌与前恒星阶段 恒星并非凭空出现，它们诞生于寒冷、致密的星际分子云。本章详细考察了导致分子云核心引力不稳定的机制，包括湍流、磁场和冲击波的作用。我们深入探讨了前恒星客体（Protostar）的吸积过程，计算了其质量增益率和能量释放。特别关注的是，初始质量函数（IMF）是如何在这些初始条件下被确定的，这对后续恒星的类型及其寿命至关重要。 第二章：原行星盘的形成与结构 随着核心物质的坍缩和角动量的守恒，一个旋转的原行星盘（Protoplanetary Disk）在新生恒星周围形成。本章细致描绘了盘的温度梯度、密度分布和化学分层结构。我们利用一维和二维辐射转移模型，重建了盘内物质的有效温度分布，并重点讨论了“雪线”（Ice Line）的位置及其对不同类型行星物质可获得性的影响。盘的演化时间尺度——从数百万年到数千万年——被视为行星形成竞争的第一个关键时间窗口。 第三章：早期盘的动力学与迁移 行星的轨道并非总是固定不变的。本章聚焦于原行星盘内部的气体动力学，特别是马尼克流和密度波的形成。我们详细分析了“I型”和“II型”迁移机制，解释了早期气态巨行星如何因与残留气体相互作用而快速向内或向外漂移。这些早期的轨道重构对理解今天太阳系中巨行星的现状，以及系外行星中“热木星”的普遍性，提供了必要的理论框架。 第二部分：行星的构建模块与过程 第四章：凝结与微行星的形成 在温度和压力允许的条件下，气体分子开始凝结成固体颗粒。本章系统梳理了不同温度下各种岩石、金属和挥发性物质的凝结序列。随后，我们转向行星形成的第一个重要障碍：如何从微米级的尘埃颗粒过渡到公里级的微行星（Planetesimals）。本章深入讨论了“滚动不稳定性”、“气动捕获”和“剪切不稳定性”等理论模型，并评估了这些机制在不同盘密度下的有效性。 第五章：行星的增长与轨道竞争 一旦微行星形成，引力便成为主导力量。本章探讨了“碰撞与吸积”理论（Runaway and Oligarchic Growth），描述了初始的、不均匀的增长过程如何导致少数“寡头”行星体的出现。我们引入了N体模拟的结果，以量化轨道共振、碰撞概率和最终的行星质量分布。特别是，我们探讨了核心吸积模型如何解释气态巨行星核心的质量阈值及其对快速气体吸积的触发。 第六章：气态巨行星的形成与大气捕获 气态巨行星（如木星和土星）的形成是行星科学中最具挑战性的领域之一。本章对比了“核心吸积模型”和“盘不稳定模型”，详细分析了每种模型对巨行星的质量、轨道和同位素特征的解释能力。我们研究了巨行星的包层吸积率，以及其对周围挥发性物质的清除或重新分配效应，这直接影响了其外围冰封卫星和柯伊伯带天体的组成。 第三部分：内太阳系的塑造与最终构型 第七章：类地行星的差异化形成 内太阳系的岩石行星（水星、金星、地球、火星）的形成需要更精细的物质交换和动力学演化。本章考察了微行星在雪线以内如何吸积，并形成了不同的化学组成（如铁镍核心与硅酸盐地幔的比例）。我们分析了行星形成末期的大规模撞击事件（如月球的形成），这些事件对行星的最终质量、自转轴倾角和内部热演化起到了决定性作用。 第八章：后期重轰炸与轨道迁移的遗迹 恒星系统在主序星阶段的早期，通常会经历一个由残留气体或巨行星迁移引起的剧烈重组期。本章重点讨论了“尼斯模型”（Nice Model）等理论，解释了巨行星向外漂移如何引发小天体带（如小行星带、柯伊伯带）的动态不稳定，导致了大规模的后期重轰炸事件。这种动态重塑极大地影响了内行星接收到的撞击物源头和组成。 第九章：主序星对行星系统的持续影响 恒星在其漫长的主序阶段，并非完全静止。本章探讨了恒星活动，如磁场、恒星风和紫外线辐射，对行星大气的侵蚀和剥离作用。我们分析了辐射压力和光蒸发（Photoevaporation）在小型行星系统和靠近恒星的系外行星演化中的关键作用，解释了为什么许多恒星周围的行星会损失掉其原始氢/氦包层，留下岩石或熔融的残余物。 结语：未竟的探索 本书的结尾回顾了当前观测前沿，例如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对年轻恒星系统的直接成像，以及下一代地面望远镜对系外行星大气特征的分析能力。我们强调，理解恒星的物理过程是破解行星系统多样性的最终钥匙。从星际云的量子涨落到最终稳定运行的行星轨道，本书提供了一幅从宇宙尘埃到复杂系统的完整、物理驱动的叙事。 目标读者： 具备基础物理和天文学知识的研究生、博士后研究人员，以及希望深入了解行星系统形成物理机制的专业人士。

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