原行星盘诞生记：是她孕育了行星，可她又从哪里来？

开普勒-452b（右）概念图，人类发现的第一颗地球大小的系外行星，它比地球大60%，距离其母星的距离比地日距离大5%。图片来源：NASA/Ames/JPL-Caltech
撰文 | 白雪宁（清华大学）
责编 | 韩越扬 吕浩然
近十年来，系外行星的发现如雨后春笋般层出不穷，人们对系外行星的关注也随着2019年诺贝尔物理学奖的颁布达到新的高度。这些系外行星系统五花八门，展现出极大的多样性。基于数以千计的样本，我们能够认识到行星的普遍性，也逐渐揭示出行星系统的统计规律。
然而，这些统计规律背后隐藏着哪些秘密，是什么造就了行星系统的普遍性和多样性，都需要人们追根溯源，探究行星形成的物理本质。
01 “星云假说”
早在人类认识系外行星以前，太阳系作为唯一已知的行星系统便成为了人们探究行星起源的唯一样本。在十八世纪时，关于日心说和地心说的争论早已平息，牛顿力学的江湖地位也已牢牢确立。基于对金木水火土几大行星的观测，人们已经建立起了“太阳系”的概念，较为准确地测定了地球及几大行星围绕太阳公转的轨道参数，也对行星的卫星、土星环及彗星有一定了解。这些认知无疑为探究它们的起源提供了重要线索。
1755年，当时年仅31岁的康德（Immanuel Kant）出版了《自然通史和天体论》（Universal Natural History and Theory of the Heavens）一书。相对于当时主流的静态、描述性的自然史观，他以发展、演进的思想阐述了自己的宇宙观。受到英国天文学家莱特（Thomas Wright）的影响，他臆测太阳系诞生于类似望远镜中看到的那些模糊的星云。星云中的粒子由于引力作用形成团块，团块由于某些“斥力”使其轨迹偏转，最终使得大部分团块聚集到系统中心形成太阳，剩余的团块落到共同的轨道平面围绕中心作圆周运动。