原始大气

周围的原行星盘中气态巨行星形成的(艺术家想象中)的景象]]
原始大气(或)也称初始大气(),是指行星形成过程中因吸积了原行星盘中的气体和挥发物质而形成的原行星大气层,其成分与太阳星云一致。气态巨行星(如太阳系中的木星和土星)的大气层基本上保持了原始大气状态;但类地行星的原始大气则会因为大气逃逸、撞击事件和火山释气等因素而从而转变成了大气成分不同的次生大气以及相对少量的简单氢化物(如水、甲烷、氨气等)。

当原行星盘内的不同区域开始各自出现局部吸积后,固体/液体在引力的作用下聚集形成微行星,随后微行星进一步吸积碰撞形成原行星,并具有足够质量和引力开始吸积气体。随着这些原行星吸积的质量达到一定级别,其自身引力导致的流体静力平衡也会使其保持球形,成为真正的行星和矮行星。在行星系冻结线以内因为温度相对较高,挥发性较高的各种气体活性过高,只有较重的物质(如各种金属和硅化物)才能吸积成微行星,气体需要已经形成原行星且积累的质量够大后才会参与吸积过程,因此通常形成的是大气层较薄的岩石行星(类地行星),且极易通过大气逃逸丧失之前吸积的气体;但在冻结线以外因为温度普遍较低,许多气态的挥发物质要么凝结或凝华变成了可以轻易吸积的液体或固体,要么因为分子动能较低极易被行星引力束缚,所以时常形成质量庞大且拥有极厚大气层的巨行星(气体巨行星和冰巨行星)。

一个原行星能够保留这种氢/氦原始大气的能力取决于其质量、吸积率、温度和轨道所处的位置,以及周围原行星盘的状态、辐射能强度和星尘的不透明度),加上气液平衡使得液态的行星表面可以随时汽化,因此拥有着很厚的大气,且氢气和氦气的含量分别是85%和60%,而比地球质量大的类地行星(超级地球)则可以保留其原始大气并积累较厚的大气层。克卜勒太空望远镜和其它人造卫星都发现海王星/次海王星尺寸的行星(巨无霸地球)拥有厚重的氢/氦大气层。

另见

  • 次生大气
  • 古大气层
  • 氧气地质历史

参考

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