Planet Formation pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Klahr, Hubert (EDT)/ Brandner, Wolfgang (EDT)

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 175.15

装帧:HRD

isbn号码:9780521860154

丛书系列:

图书标签:

行星形成
行星科学
天文学
宇宙学
恒星
星际物质
吸积盘
原行星盘
行星系统
天体物理学

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具体描述

When this book was published in 2006, it had been just over ten years since the first planet outside our solar system was detected. Since then, much work has focused on understanding how extrasolar planets may form, and discovering the frequency of potentially habitable Earth-like planets. This volume addresses fundamental questions concerning the formation of planetary systems in general, and of our solar system in particular. Drawing from advances in observational, experimental and theoretical research, it summarises our understanding of the planet formation processes, and addresses major open questions and research issues. Chapters are written by leading experts in the field of planet formation and extrasolar planet studies. The book is based on a meeting held at Ringberg Castle in Bavaria, where experts gathered together to present and exchange their ideas and findings. It is a comprehensive resource for graduate students and researchers, and is written to be accessible to newcomers to the field.

《恒星的诞生与演化：宇宙熔炉中的物质重塑》导言：凝视星空，探寻起源自古以来，人类对头顶那片璀璨的星空充满了无尽的好奇与敬畏。那些遥远的、闪烁的光点，不仅仅是夜幕的点缀，更是宇宙宏大历史的活化石。本书《恒星的诞生与演化：宇宙熔炉中的物质重塑》并非关注我们太阳系内行星的形成过程，而是将目光投向宇宙舞台上最为核心且壮观的剧目——恒星的诞生、生命周期及其最终的消亡与重生。恒星，是宇宙中最主要的能量和物质的循环中心。它们是宇宙中除了最轻元素（氢和氦）之外，所有重元素（碳、氧、铁乃至更重的元素）的终极熔炉。理解恒星的生命史，就是理解我们自身存在的物质基础的起源。本书旨在系统、深入地阐述从分子云的坍缩到超新星爆发的每一个关键物理过程，揭示恒星如何塑造其周围的环境，并最终为下一代恒星乃至行星系统的物质储备做出贡献。第一部分：宇宙的原材料——星际介质与分子云宇宙并非空无一物，其间充满了稀薄的星际介质（ISM）。本书首先会详尽描绘星际介质的复杂结构、温度分布、化学成分和磁场状态。重点将放在巨分子云（Giant Molecular Clouds, GMCs）的特性上。 1.1 星际介质的物理状态：我们将分析不同密度和温度区域的气体云团（如H I区、H II区和分子云）的辐射特性和动力学行为。讨论如何通过谱线观测（如21厘米线、毫米波谱线）来推断这些区域的物理参数。 1.2 激发恒星诞生的条件：恒星的形成始于分子云内部的引力不稳定性。书中会深入探讨湍流、磁场和热压如何共同作用，抵抗或促进引力坍缩。我们将详细介绍Jeans不稳定判据的局限性，并引入更精确的现代模型，阐明“湍流驱动的坍缩”在星团形成中的关键角色。 1.3 初始坍缩与原恒星的形成：当分子云局部密度超过临界值后，引力开始占据主导。本书将精确模拟气体如何沿着“无激波坍缩”或“湍流支撑坍缩”的路径向中心聚集，形成一级不透明核心（Class 0/I object）。这一阶段，核心尚未点燃核聚变，其能量主要来源于引力收缩，即开尔文-亥姆霍兹收缩。第二部分：原恒星的成长与主序前阶段在引力坍缩的驱动下，中心物体逐渐升温、增压，进入复杂且剧烈的原恒星阶段。 2.1 喷流与吸积盘的相互作用：原恒星的形成是一个高度动态的过程，伴随着剧烈的物质输运。本书将详细分析双极流（Bipolar Outflows）和吸积盘（Accretion Disks）的物理机制。我们将探讨磁场在如何通过磁化吸积（Magnetically Arrested Accretion, MARA）或边界层不稳定性将物质输送到原恒星表面，以及喷流如何携带角动量逃逸，允许更多的物质落入中心。 2.2 赫罗图上的移动：我们将追踪原恒星在赫罗图（Hertzsprung-Russell Diagram, HR图）上的轨迹——林内轨迹（Hayashi Track）和亨耶轨迹（Henyey Track）。解释为何低质量恒星在达到主序前会经历显著的亮度变化，并讨论对流区在不同质量恒星结构中的作用。 2.3 联星与星团环境的影响：大多数恒星并非孤立形成。书中会探讨原恒星在密集团簇中可能遭受的星际引力摄动（Stellar Encounters）如何影响它们的吸积历史和最终的演化路径。第三部分：主序星的稳定与能源核心当中心温度和压力达到足以引发稳定氢核聚变的点，恒星便进入其生命中最漫长、最稳定的阶段——主序星阶段。 3.1 核聚变反应的精妙平衡：本书深入剖析了两种主要的能量产生机制：质子-质子链（p-p Chain）和碳氮氧循环（CNO Cycle）。我们将精确计算不同质量恒星核心的能量产生率，解释为什么大质量恒星的寿命远短于太阳。 3.2 恒星结构模型：我们从基础的流体力学方程出发，建立描述恒星内部结构（压力、温度、密度、化学丰度梯度）的四组基本微分方程（质量守恒、能量守恒、流体静力平衡和温度梯度关系）。重点讨论对流与辐射的有效性在恒星内部的分布，以及对流区深度如何随恒星演化而改变。 3.3 太阳式恒星的内部结构与磁场活动：特别聚焦于像太阳这样的G型主序星，分析辐射区、对流区和塔科林（Tachocline）的结构。详细解释发电机理论如何产生恒星磁场，并讨论磁场活动（如耀斑、日冕物质抛射）对恒星风和恒星演化时间尺度的微妙影响。第四部分：主序后的壮丽谢幕与物质循环恒星的生命周期在高潮和衰亡中达到高潮，它们将一生积累的物质和新合成的元素播撒回星际空间，成为下一代星系演化的基石。 4.1 氦聚变的启动与红巨星分支：当核心的氢耗尽后，恒星收缩，核心温度升高，最终点燃核心周围的氦壳聚变，使恒星膨胀为红巨星。对于低质量恒星，我们将阐述氦闪（Helium Flash）的物理机制。 4.2 大质量恒星的“洋葱层”结构与超新星：对于质量远超太阳的恒星，其演化极其迅速。书中将详细描述它们如何通过氦、碳、氖、氧直至硅的连续聚变，形成多层核反应的“洋葱结构”。最终，硅燃烧产物铁的积累导致核心失稳，引发II型超新星爆发。我们将模拟冲击波的传播、中微子携带的能量，以及爆炸中快速（r-过程）和慢速（s-过程）的元素合成。 4.3 恒星遗迹的终结：恒星的最终命运取决于其初始质量。我们将分析白矮星（热力学支撑）、中子星（简并压力支撑）和黑洞（时空弯曲的极限）的结构与性质。重点讨论钱德拉塞卡极限对白矮星演化的决定性意义，以及X射线双星系统中对中子星和黑洞质量的测量方法。结语：恒星的遗产《恒星的诞生与演化》带领读者走过了一段从宇宙尘埃到炽热恒星，再到宇宙播撒者的完整旅程。我们证明了恒星不仅仅是宇宙中的光点，更是物质循环、元素创造和宇宙结构演化的根本驱动力。对恒星生命史的理解，是天体物理学乃至宇宙学中无可替代的核心支柱。