太阳系起源理论中的若干问题

从现代科学来看，被广为接受的太阳系起源理论是太阳星云理论。虽然这一理论与太阳系的观测在大体上是符合的，然而建立理解太阳系形成整个物理过程并能跟太阳系的观测做定量比较的理论仍然是对研究工作者的巨大挑战，这是天体物理中的一个前沿课题。九十年代以来，太阳系之外行星的发现大大地加强了人们对这一领域的研究热情。本项目是在太阳系起源和演化这个大领域里面研究几个重要的难题。引力不稳定性在角动量输运和气体巨行星形成过程中起了重要的作用。我们将考虑和分析过去没有考虑的物理因素，并加入这些因素来研究太阳星云的引力不稳定性。申请者最近发现Gammie的分层吸积模型存在严重的问题。我们将解决Gammie模型的问题，建立正确的分层吸积模型。FU Orionis现象是太阳系起源过程中的一个重要阶段。这一现象的解释，现在仍然没有一个公认的理论。我们希望建立一个能得到公认的模型。

本项目是在太阳系起源理论这个大领域里面研究几个重要的难题。我们研究了太阳星云的引力不稳和分层吸积。我们还研究了系外行星的多样性，并从这个角度来研究太阳系的行星是如何形成的。太阳系外行星的发现大大地加强了人们对太阳星云演变、行星系统的形成和演变的研究热情。系外行星的观测给我们提供了一个新的信息渠道。通过对系外行星的研究，可以帮助我们理解太阳系中的行星是如何形成的。系外行星具有多样性。大多数与太阳系非常不同。我们建立了解释系外行星多样性的模型。我们的模型能够解释系外行星的半长轴范围以及频繁出现的半长轴的值。我们预测，即使经过将来更长时间的观测，观测到的具有半长轴小于9 AU的行星仍然多于大于9 AU的行星。我们的计算能够跟木星和土星的轨道半径进行比较。我们研究了引力不稳引起角动量输运的各种处理办法。目前的处理方法大致分为两类。一种处理是局部的，另一种处理是整体的。我们认为应该采用整体处理所得的结果。通过对原行星盘结构和演变计算结果的数据分析，我们发现人们用的Gammie的分层吸积模型存在一个严重问题，我们计算得到的活跃层的厚度比人们假定的要小。这一结论将影响分层吸积的模型。