概要
微惑星とは、若い恒星の周囲を取り巻くガスと塵の円盤の中で形成される、小さな固体天体である。これらは惑星をつくる基本的な構成要素であり、衝突と集積を繰り返すことで、惑星胚や最終的には惑星へと成長しうる。微惑星は、塵や氷が互いに付着しやすい環境である原始惑星系円盤の文脈で語られることが多い。
形成と成長
形成は、マイクロメートル大の塵粒子が衝突してくっつき、より大きな集合体をつくるところから始まる。研究者が提案している成長機構には、粒子が穏やかに凝集する過程、乱流の効果による濃縮、そしてストリーミング不安定性のような集団的過程がある。物体がおよそキロメートル級に達すると、その重力が追加の物質を引き寄せ、さらに成長しやすくなる。
- 粒子の初期的な付着と凝集
- 小石状粒子の濃縮と集団的不安定性
- 重力による集積と衝突成長
組成と構造
微惑星の組成は、円盤内のどこで形成されたかによって異なる。雪線の内側で生まれたものは岩石質で金属に富む傾向があり、雪線の外側では氷や揮発性化合物を多く含むことが多い。多くは分化していない原始的な天体のままだが、より大きな微惑星の中には、初期の段階で加熱、融解、あるいは内部の分化を経験したものもある。
役割と証拠
微惑星は惑星形成モデルの中心的な存在であり、小惑星、彗星、隕石の起源を説明する。隕石として地球に運ばれた破片は、古代の微惑星を直接調べる手がかりとなる。また、小惑星や準惑星を対象とした宇宙機ミッションは、それらの表面や内部特性を明らかにし、形成理論の検証に役立っている。
区別と未解決の問題
惑星科学では、微惑星はサイズと、相互作用において重力が支配的かどうかによって、より小さな小石状粒子や、より大きな原始惑星・惑星胚と区別される。現在の研究では、微惑星がどれほど速く形成されるのか、どの経路が支配的なのか（たとえば小石の集積か階層的な衝突か）、そしてそれらの性質が惑星系の構造をどのように決めるのかが主な焦点となっている。