盘不稳定性模型及太阳系巨行星的形成

由于有关巨行星形成的核吸积模型能够解释许多现象，所以深受众多科学家的青睐，但是，盘不稳定性模型也不乏一定的可信度。尽管太阳星云的大部分是稀薄的气体，但是它的总质量很大，至少也有太阳质量的1%（相当于3000多个地球质量），实际数字可能有过之而无不及。这些气体共同产生了强大的引力。在温度较低的外部，星云有时会变得不稳定。在这种环境下，气体内部的运动被星云的强大引力打败，星云于是分崩离析。

其实，这和我们在第8章提到的关于星子形成的引力不稳定性为同一个机制。只不过在这里，受它影响的是星云里的气体，而非固态颗粒。计算结果表明，这种不稳定现象的范围很广，其中一个典型星云碎块的质量和木星差不多。碎块的形成速度很快，在几个轨道周期，即几十年内即可形成。但碎块形成后，接下来的事情就不得而知了。有些计算机模拟显示，星云的自转会将碎块快速打散。但又有其他计算显示，碎块不会被星云的自转打散，而是开始收缩，并且最终形成了气态巨行星。

我们之所以会得出这两个如此迥异的计算结果，主要原因是假定的碎块冷却速度不同。快速冷却可以使物质凝结成稳定的块状，而慢速冷却则会导致碎块碎裂。遗憾的是，目前我们还没办法确定究竟哪一个才是对的，因此盘不稳定性模型的处境仍然很尴尬——既可信又不确定。(www.xing528.com)

假设巨行星果真是由盘不稳定性模型形成的，那么它们最初应该都是均匀的，成分和太阳星云一样。有趣的是，盘不稳定性模型认为，巨行星的固态内核是在吸积气体后才形成的，而这刚好和核吸积模型的顺序相反。流入的气体中混杂着一些石砾和星子碎块，这些物质随后凝结成了更大的物体，并且在收缩过程中沉入星云碎块的中心。最终，这些固态物质在行星中心凝结成一个致密的核心。