✖


Jump to content

Протопланетный диск

Не путать с Протопланетной туманностью .
полученное с помощью большой миллиметровой решетки Атакамы Изображение HL Tauri, [1] [2]

Протопланетный диск — это вращающийся околозвездный диск из плотного газа и пыли, окружающий молодую недавно образовавшуюся звезду, звезду T Тельца или звезду Хербига Ae/Be . Протопланетный диск также можно считать аккреционным диском самой звезды, поскольку газы или другой материал могут падать с внутреннего края диска на поверхность звезды. Этот процесс не следует путать с процессом аккреции, который, как считается, приводит к образованию самих планет. Фотоиспаряющиеся протопланетные диски, освещаемые снаружи, называются проплидами .

Формирование

[ редактировать ]
Эволюционная последовательность протопланетных дисков с субструктурами [3]
Изображение 2009 года, показывающее части звезд, которые предполагают некоторые доказательства наличия протопланетного диска в зависимости от их звездного возраста в миллионах лет; Выборки представляют собой близлежащие молодые скопления и ассоциации. [4]

Протозвезды образуются из молекулярных облаков, состоящих в основном из молекулярного водорода . Когда часть молекулярного облака достигает критического размера, массы или плотности, она начинает разрушаться под действием собственной гравитации . По мере того, как это коллапсирующее облако, называемое солнечной туманностью , становится более плотным, случайные движения газа, изначально присутствующие в облаке, усредняются в сторону направления чистого углового момента туманности. Сохранение углового момента приводит к увеличению вращения по мере уменьшения радиуса туманности. Это вращение приводит к тому, что облако расплющивается — подобно тому, как формируется плоская пицца из теста — и принимает форму диска. Это происходит потому, что центростремительное ускорение от орбитального движения сопротивляется гравитационному притяжению звезды только в радиальном направлении, но облако остается свободным схлопываться в осевом направлении. Результатом является формирование тонкого диска, поддерживаемого давлением газа в осевом направлении. [5] Первоначальный коллапс занимает около 100 000 лет. По истечении этого времени звезда достигает температуры поверхности, аналогичной температуре звезды главной последовательности той же массы, и становится видимой.

Теперь это звезда Т Тельца. Аккреция газа на звезду продолжается еще 10 миллионов лет. [6] прежде чем диск исчезнет, ​​возможно, его унесет звездный ветер молодой звезды , или, возможно, он просто перестанет испускать излучение после окончания аккреции. Возраст самого старого протопланетного диска, обнаруженного на сегодняшний день, составляет 25 миллионов лет. [7] [8]

Протопланетный диск. Смоделированный спиральный рукав в сравнении с данными наблюдений. [9]

Протопланетные диски вокруг звезд Т Тельца отличаются от дисков, окружающих основные компоненты тесных двойных систем, размерами и температурой. Протопланетные диски имеют радиусы до 1000 а.е. , и только самые внутренние их части достигают температуры выше К. 1000 Их очень часто сопровождают самолеты .

Протопланетные диски наблюдались вокруг нескольких молодых звезд нашей галактики. Наблюдения космического телескопа Хаббл формируются проплиды и планетарные диски показали, что в туманности Ориона . [10] [11]

Считается, что протопланетные диски представляют собой тонкие структуры с типичной вертикальной высотой, намного меньшей, чем радиус, и типичной массой, намного меньшей, чем у центральной молодой звезды. [12]

В массе типичного протопланетного диска преобладает газ, однако наличие пылинок играет важную роль в его эволюции. Пылинки защищают среднюю плоскость диска от энергичного излучения из космоса, создавая мертвую зону, в которой магниторотационная неустойчивость (МРТ) больше не действует. [13] [14]

Считается, что эти диски состоят из турбулентной оболочки плазмы, также называемой активной зоной, которая окружает обширную область покоящегося газа, называемую мертвой зоной. [14] Мертвая зона, расположенная в средней плоскости, может замедлять поток вещества через диск, что не позволяет достичь устойчивого состояния.

Остатки сверхновой , образующие планетообразующий материал .

Планетарная система

[ редактировать ]
Иллюстрация художника, дающая простой обзор основных областей протопланетного диска, очерченных линией сажи и инея, которая, например, наблюдалась вокруг звезды V883 Ориона . [15]

Небулярная гипотеза формирования Солнечной системы описывает, как, как полагают, протопланетные диски эволюционировали в планетные системы. Электростатические и гравитационные взаимодействия могут привести к срастанию частиц пыли и льда в диске в планетезимали . Этот процесс конкурирует со звездным ветром , который выгоняет газ из системы, а также с гравитацией ( аккреция ) и внутренними напряжениями ( вязкость ), которые втягивают вещество в центральную звезду Т Тельца. Планетезимали составляют строительные блоки как земных планет, так и планет-гигантов. [16] [17]

Модель протопланетного диска

Считается, что некоторые спутники Юпитера , Сатурна и Урана образовались из меньших околопланетных аналогов протопланетных дисков. [18] [19] Образование планет и спутников в геометрически тонких, богатых газом и пылью дисках является причиной планет расположения в плоскости эклиптики . Спустя десятки миллионов лет после образования Солнечной системы, несколько внутренних аетарных единиц Солнечной системы, вероятно, содержали десятки тел размером от Луны до Марса, которые аккрецировались и консолидировались в планеты земной группы, которые мы сейчас видим. Луна Земли, вероятно, образовалась после того, как протопланета размером с Марс косо столкнулась с прото-Землей примерно через 30 миллионов лет после образования Солнечной системы.

Диски обломочные

[ редактировать ]

Вокруг многих близлежащих звезд были обнаружены бедные газом диски околозвездной пыли, возраст большинства из которых находится в диапазоне от ~10 миллионов лет (например, Бета Живописца , 51 Змееносца ) до миллиардов лет (например, Тау Кита ). Эти системы обычно называют « дисками мусора ». Учитывая более старый возраст этих звезд и короткую жизнь частиц микрометрового размера вокруг звезд из-за сопротивления Пойнтинга-Робертсона , столкновений и радиационного давления (обычно от сотен до тысяч лет), считается, что эта пыль образовалась в результате столкновений. планетезималей (например, астероидов , комет ). Следовательно, диски обломков вокруг этих примеров (например, Вега , Альфека , Фомальгаут и т. д.) не являются настоящими «протопланетными», а представляют собой более позднюю стадию эволюции дисков, где внесолнечные аналоги пояса астероидов и пояса Койпера являются местом столкновений, генерирующих пыль. между планетезималями.

Связь с абиогенезом

[ редактировать ]
Основные статьи: Абиогенез и панспермия

Согласно недавним исследованиям компьютерных моделей , сложные органические молекулы, необходимые для жизни, могли образоваться в протопланетном диске из пылевых частиц, окружающем Солнце, еще до образования Земли. [20] Согласно компьютерным исследованиям, этот же процесс может происходить и вокруг других звезд , приобретающих планеты . [20] (Также см. Внеземные органические молекулы .)

[ редактировать ]
  • Иллюстрация динамики проплида
    Иллюстрация динамики проплида
  • 20 протопланетных дисков, снятые в рамках проекта высокого углового разрешения (DSHARP).[21]
    20 протопланетных дисков, снятые в рамках проекта высокого углового разрешения (DSHARP). [21]
  • Тень создается протопланетным диском, окружающим звезду HBC 672 внутри туманности.[22]
    Тень создается протопланетным диском, окружающим звезду HBC 672 внутри туманности. [22]
  • Протопланетный диск AS 209 расположен в молодой области звездообразования Змееносца.[23]
    Протопланетный диск AS 209 расположен в молодой Змееносца . области звездообразования [23]
  • Протопланетный диск HH 212.[24]
    Протопланетный диск HH 212 . [24]
  • Наблюдая за пыльными протопланетными дисками, ученые исследуют первые шаги формирования планет.[25]
    Наблюдая за пыльными протопланетными дисками, ученые исследуют первые шаги формирования планет. [25]
  • Концентрические кольца вокруг молодой звезды HD 141569A, расположенной примерно в 370 световых годах от нас.[26]
    Концентрические кольца вокруг молодой звезды HD 141569A , расположенной примерно в 370 световых годах от нас. [26]
  • Диски обломков обнаружены на изображениях HST молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 — изображения вверху; геометрия внизу.[27]
    Диски обломков обнаружены на изображениях HST молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 — изображения вверху; геометрия внизу. [27]
  • Протопланетный диск HH-30 в Тельце – диск излучает красноватую звездную струю.
    Протопланетный диск HH -30 в Тельце -диске испускает красноватую звездную струю .
  • Протопланетный диск в представлении художника.
    Протопланетный диск в представлении художника.
  • Проплид в туманности Ориона.
    Проплид в туманности Ориона .
  • Видео показывает эволюцию диска вокруг такой молодой звезды, как HL Tauri (художественная концепция).
  • Изображение окружного диска вокруг GW Ориона.[28]
    Изображение окружного диска вокруг GW Ориона . [28]
  • Представление художника о протопланетном диске.
    Представление художника о протопланетном диске.

См. также

[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с протопланетными дисками .

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Джонатан Уэбб (6 ноября 2014 г.). «Формирование планеты запечатлено на фотографии» . Би-би-си .
  2. ^ «Рождение планет показано в удивительных деталях на «лучшем изображении за всю историю» ALMA » . НРАО. 06.11.2014. Архивировано из оригинала 6 ноября 2014 г.
  3. ^ «Впервые замечена ранняя эволюция структур планетарных дисков» . Национальная радиоастрономическая обсерватория . Проверено 18 февраля 2024 г.
  4. ^ Мамаек, Э.Э.; Усуда, Томонори; Тамура, Мотохидэ; Исии, Мики (2009). «Начальные условия формирования планет: время жизни первичных дисков». Материалы конференции AIP . 1158 : 3–10. arXiv : 0906.5011 . Бибкод : 2009AIPC.1158....3M . дои : 10.1063/1.3215910 . S2CID   16660243 .
  5. ^ Прингл, Дж. Э. (1981). «Аккреционные диски в астрофизике». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 19 : 137–162. Бибкод : 1981ARA&A..19..137P . дои : 10.1146/annurev.aa.19.090181.001033 .
  6. ^ Мамаек, Э.Э.; Мейер, MR; Хинц, премьер-министр; Хоффманн, ВФ; Коэн М. и Хора Дж. Л. (2004). «Ограничение времени жизни околозвездных дисков в зоне планет земной группы: исследование в среднем инфракрасном диапазоне 30-миллионной ассоциации Тукана-Часы». Астрофизический журнал . 612 (1): 496–510. arXiv : astro-ph/0405271 . Бибкод : 2004ApJ...612..496M . дои : 10.1086/422550 . S2CID   16366683 .
  7. ^ Уайт, Р.Дж. и Хилленбранд, Луизиана (2005). «Долгоживущий аккреционный диск вокруг обедненной литием двойной звезды Т Тельца». Астрофизический журнал . 621 (1): L65–L68. arXiv : astro-ph/0501307 . Бибкод : 2005ApJ...621L..65W . дои : 10.1086/428752 . S2CID   17532904 .
  8. ^ Каин, Фрейзер; Хартманн, Ли (3 августа 2005 г.). «Планетарный диск, который отказывается расти (интервью с Ли Хартманном об открытии)» . Вселенная сегодня . Проверено 1 июня 2013 г.
  9. ^ «Протопланетный диск: смоделированный спиральный рукав и данные наблюдений» . Проверено 30 октября 2015 г.
  10. ^ Риччи, Л.; Робберто, М.; Содерблом, Д.Р. (2008). «Космический телескоп Хаббл/Усовершенствованная камера для исследований Атлас протопланетных дисков в Большой туманности Ориона». Астрономический журнал . 136 (5): 2136–2151. Бибкод : 2008AJ....136.2136R . дои : 10.1088/0004-6256/136/5/2136 . ISSN   0004-6256 . S2CID   123470043 .
  11. ^ О'делл, ЧР; Вонг, Кван (1996). «Картирование туманности Ориона космическим телескопом Хаббла. I. Обзор звезд и компактных объектов» . Астрономический журнал . 111 : 846. Бибкод : 1996AJ....111..846O . дои : 10.1086/117832 . ISSN   0004-6256 .
  12. ^ Армитидж, Филип Дж. (2011). «Динамика протопланетных дисков». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 49 (1): 195–236. arXiv : 1011.1496 . Бибкод : 2011ARA&A..49..195A . doi : 10.1146/annurev-astro-081710-102521 . S2CID   55900935 .
  13. ^ Бальбус, Стивен А.; Хоули, Джон Ф. (1991). «Мощная локальная сдвиговая неустойчивость в слабо намагниченных дисках. I – Линейный анализ. II – Нелинейная эволюция» . Астрофизический журнал . 376 : 214–233. Бибкод : 1991ApJ...376..214B . дои : 10.1086/170270 . Архивировано из оригинала 2 декабря 2020 г.
  14. ^ Перейти обратно: а б Гамми, Чарльз (1996). «Слоистая аккреция в дисках Т Тельца» . Астрофизический журнал . 457 : 355. Бибкод : 1996ApJ...457..355G . дои : 10.1086/176735 . Архивировано из оригинала 17 ноября 2021 г.
  15. ^ «Вспышка звезды открывает вид на линию водного снега» . Проверено 15 июля 2016 г.
  16. ^ Лиссауэр, Джей Джей; Губицкий О.; Д'Анджело, Дж.; Боденхаймер, П. (2009). «Модели роста Юпитера с учетом тепловых и гидродинамических ограничений». Икар . 199 (2): 338–350. arXiv : 0810.5186 . Бибкод : 2009Icar..199..338L . дои : 10.1016/j.icarus.2008.10.004 . S2CID   18964068 .
  17. ^ Д'Анджело, Дж.; Вайденшиллинг, С.Дж.; Лиссауэр, Джей Джей; Боденхаймер, П. (2014). «Рост Юпитера: усиление аккреции ядра за счет объемной оболочки малой массы». Икар . 241 : 298–312. arXiv : 1405.7305 . Бибкод : 2014Icar..241..298D . дои : 10.1016/j.icarus.2014.06.029 . S2CID   118572605 .
  18. ^ Кануп, Робин М .; Уорд, Уильям Р. (30 декабря 2008 г.). Происхождение Европы и галилеевых спутников . Пресса Университета Аризоны . п. 59. arXiv : 0812.4995 . Бибкод : 2009euro.book...59C . ISBN  978-0-8165-2844-8 .
  19. ^ Д'Анджело, Дж.; Подолак, М. (2015). «Захват и эволюция планетезималей в околозвездных дисках». Астрофизический журнал . 806 (1): 29 стр. arXiv : 1504.04364 . Бибкод : 2015ApJ...806..203D . дои : 10.1088/0004-637X/806/2/203 . S2CID   119216797 .
  20. ^ Перейти обратно: а б Московиц, Клара (29 марта 2012 г.). «Строительные блоки жизни могли образоваться в пыли вокруг молодого Солнца» . Space.com . Проверено 30 марта 2012 г.
  21. ^ «Идеальный голос в DSHARP в ALMA» . www.eso.org . Проверено 28 января 2019 г.
  22. ^ «Хаббл обнаружил космическую тень летучей мыши в Змеином хвосте» . www.spacetelescope.org . Проверено 5 ноября 2018 г.
  23. ^ «Молодая планета создает сцену» . www.eso.org . Проверено 26 февраля 2018 г.
  24. ^ «Кормление маленькой звезды пыльным гамбургером» . www.eso.org . Проверено 15 мая 2017 г.
  25. ^ «Генеральная уборка в младенческой звездной системе» . www.eso.org . Проверено 3 апреля 2017 г.
  26. ^ «Бульвар Разорванных колец» . Проверено 21 июня 2016 г.
  27. ^ Харрингтон, доктор юридических наук; Виллар, Рэй (24 апреля 2014 г.). «РЕЛИЗ 14-114 Астрономическая криминалистика обнаружила планетарные диски в архиве НАСА Хаббла» . НАСА . Архивировано из оригинала 25 апреля 2014 г. Проверено 25 апреля 2014 г.
  28. ^ Би, Цзяцин; и др. (2020). «Г.В. Ори: Взаимодействие между системой тройной звезды и ее околотройным диском в действии» . Астрофизический журнал . 895 (1). Л18. arXiv : 2004.03135 . Бибкод : 2020ApJ...895L..18B . дои : 10.3847/2041-8213/ab8eb4 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Protoplanetary_disk&oldid=1236910980"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 2d0e74a9c18c1784ac628cc583a2a2a4__1722047580
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/2d/a4/2d0e74a9c18c1784ac628cc583a2a2a4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Protoplanetary disk - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)