Мусор
Диск мусора ( американский английский ), или диск -мусор ( английский язык Содружества ), представляет собой термоулентный диск пыли и мусора на орбите вокруг звезды . Иногда эти диски содержат выдающиеся кольца, как видно на изображении Фомальхаут справа. Обломки обнаружены вокруг звезд со зрелыми планетарными системами, в том числе хотя бы один диск мусора на орбите вокруг развивающейся нейтронной звезды . [ 1 ] Обломки диски также могут быть произведены и поддерживаются как остатки столкновений между планетезималами, иначе известными как астероиды и кометы. [ 2 ]
По состоянию на 2001 год было обнаружено, что более 900 звезд кандидатов имеют диск мусора. Они обычно обнаруживаются путем изучения звездной системы в инфракрасном свете и поиска избытка излучения за пределами того, что испускается звездой. Это избыток предполагается, что является излучением от звезды, которая была поглощена пылью на диске, а затем повторно отдается в качестве инфракрасной энергии. [ 3 ]
Обломки часто описываются как массивные аналоги с мусором в солнечной системе . Наиболее известные мусоры имеют радиусы 10–100 астрономических единиц (AU); Они напоминают ремень Куйпер в солнечной системе, хотя ремень Куйпер не имеет достаточно высокой пылевой массы, чтобы обнаружить даже ближайшие звезды. Некоторые мусорные диски содержат компонент более теплой пыли, расположенной в пределах 10 ат от центральной звезды. Эта пыль иногда называют экзозодиакальной пылью по аналогии с зодиакальной пылью в солнечной системе.
История наблюдения
[ редактировать ]
был обнаружен мусор, В 1984 году вокруг звездной Веги используя спутник IRAS . Первоначально это считалось протопланетарным диском , но в настоящее время известно, что это диск мусора из -за отсутствия газа на диске и эпохи звезды. Первые четыре мусора, обнаруженные с IRA, известны как «Сказочные четыре»: Vega , Beta Pictoris , Fomalhaut и Epsilon Eridani . Впоследствии, прямые изображения бета -пикториса показали неровности в пыли, которые были связаны с гравитационными возмущениями невидимой экзопланетой . [ 5 ] Это объяснение было подтверждено с открытием Exoplanet Beta Pictoris b . [ 6 ]
другие звезда-экзопланеты, в том числе первые, обнаруженные прямой визуализацией ( HR 8799 Известно, что ), также проводят мусорные диски. Сообщалось, что в соседней Star 55 Cancri , которая также известна пять планет, также имела мусор, есть диск мусора, [ 7 ] Но это обнаружение не может быть подтверждено. [ 8 ] Структуры на диске мусора вокруг Эпсилон Эридани предполагают возмущения планетарным телом на орбите вокруг этой звезды, которые могут использоваться для ограничения массы и орбиты планеты. [ 9 ]
24 апреля 2014 года НАСА сообщило о обнаружении мусора на архивных изображениях нескольких молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 , впервые просмотревшихся в период с 1999 по 2006 год с космическим телескопом Хаббла с использованием вновь улучшенных процессов визуализации. [ 10 ]
В 2021 году наблюдения за звездой VVV-WIT-08 , которые стали скрытыми в течение 200 дней, могли быть результатом диска мусора, проходящего между звездой и наблюдателями на Земле. [ 11 ] Сообщается, что две другие звезды, Epsilon Aurigae и Tyc 2505-672-1 , регулярно затмеваются, и было установлено, что это явление является результатом дисков, вращающихся в разных периодах, предполагая, что VVV-WIT-08 может быть сходным и аналогичным Иметь гораздо более длительный орбитальный период, который только испытывал наблюдатели на Земле. VVV-WIT-08 в десять раз больше солнца в созвездии Стрельца .
Источник
[ редактировать ]
Во время формирования солнечной звезды объект проходит через фазу T-Tauri , во время которой он окружен богатой газой, дискообразной туманностью. Из этого материала формируются планетезималы , которые могут продолжать аккреции других планеты и материала диска для формирования планет. Туманность продолжает вращать звезду предварительной последовательности в течение 1–20 миллионов лет, пока она не будет очищена путем радиационного давления и других процессов. Затем может быть получена пыль второго поколения в связи с столкновениями между планетезималами, которые образуют диск из результирующего мусора. В какой -то момент в течение их жизни, по меньшей мере, 45% этих звезд окружены мусором диском, который затем может быть обнаружен в результате термического излучения пыли с использованием инфракрасного телескопа. Повторные столкновения могут привести к тому, что диск сохраняется на протяжении большей части жизни звезды. [ 12 ]
Типичные мусорные диски содержат небольшие зерна 1–100 мкм размером . Столкновения будут размогать эти зерна до субмикрометровых размеров, которые будут удалены из системы путем радиационного хозяина давления со стороны звезды . На очень слабых дисках, таких как диски в солнечной системе, эффект Пойнтинг -Робертсона может привести к тому, что частицы способствуют спирали внутрь. Оба процесса ограничивают срок службы диска до 10 млн. Лет или менее. Таким образом, чтобы диск оставался неповрежденным, необходим процесс для постоянного пополнения диска. Это может произойти, например, посредством столкновений между более крупными телами, за которым следует каскад, который размалывает объекты до наблюдаемых мелких зерен. [ 13 ]
Чтобы столкновения происходили на диске мусора, тела должны быть гравитационно возмущенными в достаточной степени, чтобы создать относительно большие столкновенные скорости. Планетарная система вокруг звезды может вызвать такие возмущения, как может бинарный звездный компаньон или близкий подход другой звезды. [ 13 ] Присутствие мусора может указывать на высокую вероятность экзопланетов , вращающихся на звезде. [ 14 ] Кроме того, многие диски мусора также показывают структуры в пыли (например, комки и деформации или асимметрии), которые указывают на наличие одного или нескольких экзопланет в пределах диска. [ 6 ] Наличие или отсутствие асимметрии в нашем собственном транс-нептунском поясе остаются спорными, хотя они могут существовать. [ 15 ]
Известные ремни
[ редактировать ]Пояс пыли или мусора были обнаружены вокруг многих звезд, в том числе солнце, в том числе следующее:
| Звезда | Спектральный сорт [ 16 ] |
Расстояние ( ly ) |
Орбита ( В ) |
Примечания |
|---|---|---|---|---|
| В земле Эпсилона | K2V | 10.5 | 35–75 | [ 9 ] |
| Ваши граждане | G8V | 11.9 | 35–50 | [ 17 ] |
| Вега | A0V | 25 | 86–200 | [ 18 ] [ 19 ] |
| Fomalhaut | A3V | 25 | 133–158 | [ 18 ] |
| У них есть микроскопы | M1VE | 33 | 50–150 | [ 20 ] |
| HD 181327 | F5.5V | 51.8 | 89-110 | [ 21 ] |
| HD 69830 | K0V | 41 | <1 | [ 22 ] |
| HD 207129 | G0V | 52 | 148–178 | [ 23 ] |
| HD 139664 | F5IV–V | 57 | 60–109 | [ 24 ] |
| И Корви | F2V | 59 | 100–150 | [ 25 ] |
| HD 53143 | K1V | 60 | ? | [ 24 ] |
| Бета -художница | A6V | 63 | 25–550 | [ 19 ] |
| Zeta Rabbit | A2vann | 70 | 2–8 | [ 26 ] |
| HD 92945 | K1V | 72 | 45–175 | [ 27 ] |
| HD 107146 | G2V | 88 | 130 | [ 28 ] |
| Диапазон Офючи | A0V | 95 | 520 | [ 29 ] |
| HR 8799 | A5V | 129 | 75 | [ 30 ] |
| 51 Ophiuchi | B9 | 131 | 0.5–1200 | [ 31 ] |
| HD 12039 | G3–5V | 137 | 5 | [ 32 ] |
| HD 98800 | K5e (?) | 150 | 1 | [ 33 ] |
| HD 15115 | F2V | 150 | 315–550 | [ 34 ] |
| HR 4796 а | A0V | 220 | 200 | [ 35 ] [ 36 ] |
| HD 141569 | B9.5E | 320 | 400 | [ 36 ] |
| HD 113766 а | F4V | 430 | 0.35–5.8 | [ 37 ] |
| HD 141943 | [ 10 ] | |||
| HD 191089 | [ 10 ] |
Орбитальное расстояние ремня представляет собой оценочное среднее расстояние или диапазон, основанный либо на прямом измерении из визуализации, либо полученной от температуры ремня. Земля имеет среднее расстояние от солнца 1 а.е.
Смотрите также
[ редактировать ]- Аккреционный диск
- Астероидный ремень
- Охотный диск - накопление вещества на планете
- Экзоастераидный ремень
- Протопланетический диск
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Wang, Z.; Чакрабарти, Д.; Каплан, Д.Л. (2006). «Диск мусора вокруг изолированной молодой нейтронной звезды». Природа . 440 (7085): 772–775. Arxiv : Astro-ph/0604076 . Bibcode : 2006natur.440..772W . doi : 10.1038/nature04669 . PMID 16598251 . S2CID 4372235 .
- ^ «Спитцер видит пыльные последствия столкновения размером с плутон» . НАСА. 2005-01-10. Архивировано из оригинала на 2006-09-08 . Получено 2007-01-03 .
- ^ «База данных с мусором диска» . Королевская обсерватория Эдинбург. Архивировано из оригинала 2008-08-10 . Получено 2007-01-03 .
- ^ «Таинственные рябы обнаружены гонками через планету, образуя диск» . Получено 8 октября 2015 года .
- ^ Heap, S (2000). «Спектрограф визуализации космического телескопа Коронаграфические наблюдения бета -пикториса» . Астрофизический журнал . 539 (1): 435–444. Arxiv : Astro-ph/9911363 . Bibcode : 2000pj ... 539..435H . doi : 10.1086/309188 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Лагранж, А.М. (2012). «Положение положения бета -пикториса B относительно диска мусора» . Астрономия и астрофизика . 542 : A40. Arxiv : 1202.2578 . Bibcode : 2012a & A ... 542a..40l . doi : 10.1051/0004-6361/201118274 . S2CID 118046185 .
- ^ «Ученые Университета Аризоны в первую очередь открывают для себя диск мусора вокруг звезды, вращающейся планетой» . Scienceday . 1998-10-03 . Получено 2006-05-24 .
- ^ Schneider, G.; Becklin, Ee; Смит, Б.А.; Вайнбергер, AJ; Сильверстоун, м.; Хайнс, округ Колумбия (2001). «Никмос коронаграфические наблюдения 55 Cancri». Астрономический журнал . 121 (1): 525–537. ARXIV : Astro-PH/0010175 . Bibcode : 2001aj .... 121..525s . doi : 10.1086/318050 . S2CID 14503540 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Greaves, JS; Голландия, WS; Уайетт, MC; Дент, WRF; Робсон, EI; Коулсон, IM; Дженнесс, Т.; Moriarty-Schieen, GH; Дэвис, Гр; Бутнер, HM; Снаряжение, WK; Доминик, C.; Уокер, HJ (2005). «Структура на диском мусора Эпсилона Эридани» . Астрофизический журнал . 619 (2): L187 - L190. Bibcode : 2005Apj ... 619L.187G . doi : 10.1086/428348 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый Харрингтон, JD; Вильярд, Рэй (24 апреля 2014 г.). «Выпуск 14-114 Астрономическая криминалистика обнаружение планетарных дисков в архиве Хаббла НАСА» . НАСА . Архивировано из оригинала 2014-04-25 . Получено 2014-04-25 .
- ^ Carpineti, Альфредо, гигантская звезда, скрытая таинственным «темным, большим, удлиненным» объектом, обнаруженным астрономами , IFL Science, 11 июня 2021 года.
- ^ Томас, Пол Дж. (2006). Кометы и происхождение и эволюция жизни . Достижения в области астробиологии и биогеофизики (2 -е изд.). Спрингер. п. 104. ISBN 3-540-33086-0 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Кеньон, Скотт; Бромли, Бенджамин (2007). «Звездные мухи и планетарные мусоры» . Смитсоновская астрофизическая обсерватория . Получено 2007-07-23 .
- ^ Рэймонд, Шон Н.; Армитаж, PJ; и др. (2011). «Обломки диски как указатели формирования земной планеты». Астрономия и астрофизика . 530 : A62. Arxiv : 1104.0007 . Bibcode : 2011a & A ... 530a..62r . doi : 10.1051/0004-6361/201116456 . S2CID 119220262 .
- ^ де ла Фуэнте Маркос, Карлос; Де ла Фуэнте Маркос, Рауль (1 мая 2022 г.). «Извращенное экстремальное транс-нептунское орбитальное пространство параметров: статистически значимые асимметрии подтверждены» . Ежемесячные уведомления о письмах Королевского астрономического общества . 512 (1): 16–110. Arxiv : 2202.01693 . Bibcode : 2022mnras.512L ... 6d . doi : 10.1093/mnrasl/slac012 .
- ^ «Симбад: запрос идентификаторов» . Страсбургский астрономический центр обработки данных . Получено 2007-07-17 .
- ^ Greaves, JS; Уайетт, MC; Голландия, WS; Дент, WRF (2004). «Диск мусора вокруг Тау Цети: массивный аналог с поясом Куйпер» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 351 (3): L54 - L58. Bibcode : 2004mnras.351L..54G . doi : 10.1111/j.1365-2966.2004.07957.x .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный «Астрономы обнаруживают возможные новые солнечные системы в формировании вокруг близлежащих звезд Vega и Fomalhaut» (пресс -релиз). Совместный астрономический центр. 1998-04-21. Архивировано из оригинала 2008-12-16 . Получено 2006-04-24 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Backman, DE (1996). «Пыль в бета -картинке / Vega Main Systems». Бюллетень Американского астрономического общества . 28 : 1056. Bibcode : 1996dps .... 28.0122b .
- ^ Сандерс, Роберт (2007-01-08). «Пыль вокруг соседней звезды, как порошковый снег» . UC Berkeley News . Получено 2007-01-11 .
- ^ Lebreton, J.; Augereau, J.C.; Thi, W.-F.; Роберж, А.; и др. (2012). «Ледяной ремень Куйпер вокруг молодой звезды солнечного типа HD 181327». Астрономия и астрофизика . 539 (1): A17. Arxiv : 1112.3398 . Bibcode : 2012a & A ... 539a..17L . doi : 10.1051/0004-6361/201117714 . S2CID 12704582 .
- ^ Лисс, CM; Бейхман, Калифорния; Брайден, Г.; Уайетт, MC (2007). «О природе пыли на диске мусора вокруг HD 69830». Астрофизический журнал . 658 (1): 584–592. Arxiv : Astro-ph/0611452 . Bibcode : 2007Apj ... 658..584L . doi : 10.1086/511001 . S2CID 53460002 .
- ^ Крист, Джон Э.; Stapelfeldt, Karl R.; и др. (Октябрь 2010). «HST и Spitzer Наблюдения за кольцом мусора HD 207129». Астрономический журнал . 140 (4): 1051–1061. Arxiv : 1008.2793 . Bibcode : 2010aj .... 140.1051K . doi : 10.1088/0004-6256/140/4/1051 . S2CID 43979052 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Калас, Пол; Грэм, Джеймс Р.; Clampin, Mark C.; Фицджеральд, Майкл П. (2006). «Первые рассеянные световые изображения дисков мусора вокруг HD 53143 и HD 139664». Астрофизический журнал . 637 (1): L57 - L60. Arxiv : Astro-ph/0601488 . Bibcode : 2006Apj ... 637L..57K . doi : 10.1086/500305 . S2CID 18293244 .
- ^ Уайетт, MC; Greaves, JS; Дент, WRF; Coulson, IM (2005). «Субириметровые изображения пыльного пояса Куйпера вокруг Корви». Астрофизический журнал . 620 (1): 492–500. Arxiv : Astro-ph/0411061 . Bibcode : 2005Apj ... 620..492W . doi : 10.1086/426929 . S2CID 14107485 .
- ^ Moerchen, MM; Телеско, CM; Packham, C.; Kehoe, TJJ (2006). «Середина-инфракрасное разрешение диска мусора 3 Au-Radius вокруг Zeta Leporis». Астрофизические журнальные буквы . 655 (2): L109. Arxiv : Astro-ph/0612550 . Bibcode : 2007Apj ... 655L.109M . doi : 10.1086/511955 . S2CID 18073836 .
- ^ Golimowski, D.; и др. (2007). «Наблюдения и модели мусора вокруг K Dwarf HD 92945» (PDF) . Калифорнийский университет, астрономический факультет Беркли . Получено 2007-07-17 .
- ^ Уильямс, Джонатан П. и др. (2004). «Обнаружение прохладной пыли вокруг G2V Star HD 107146». Астрофизический журнал . 604 (1): 414–419. Arxiv : Astro-ph/0311583 . Bibcode : 2004Apj ... 604..414W . doi : 10.1086/381721 . S2CID 18799183 .
- ^ Су, Кайл; и др. (2008). «Исключительно большой диск мусора вокруг γ Офючи». Астрофизический журнал . 679 (2): L125 - L129. Arxiv : 0804.2924 . Bibcode : 2008Apj ... 679L.125S . doi : 10.1086/589508 . S2CID 9634091 .
- ^ Маруа, христианин; Macintosh, B.; и др. (Ноябрь 2008 г.). «Прямая визуализация нескольких планет, вращающихся с звездой HR 8799». Наука . 322 (5906): 1348–52. Arxiv : 0811.2606 . Bibcode : 2008sci ... 322.1348m . doi : 10.1126/science.1166585 . PMID 19008415 . S2CID 206516630 . ( Препринт в exoplanet.eu Архивировал 2008-12-17 на машине Wayback )
- ^ Старк, C.; и др. (2009). «51 Ophiuchus: возможный аналог бета -пикториса, измеренный с помощью Nuller Keck Interferometer». Астрофизический журнал . 703 (2): 1188–1197. Arxiv : 0909.1821 . Bibcode : 2009Apj ... 703.1188S . doi : 10.1088/0004-637x/703/2/1188 . S2CID 17938884 .
- ^ Hines, Dean C., et al. (2006). «Формирование и эволюция планетарных систем (FEPS): обнаружение необычной системы мусора, связанной с HD 12039». Астрофизический журнал . 638 (2): 1070–1079. Arxiv : Astro-ph/0510294 . Bibcode : 2006Apj ... 638.1070H . doi : 10.1086/498929 . S2CID 14919914 .
- ^ Фурлан, Элиз; Сарджент; Кальвет; Форрест; D'Alessio; Хартманн; Уотсон; Зеленый; и др. (2007-05-02). «HD 98800: диск с 10-ммирами». Астрофизический журнал . 664 (2): 1176–1184. Arxiv : 0705.0380 . Bibcode : 2007Apj ... 664.1176f . doi : 10.1086/519301 . S2CID 14027663 .
- ^ Калас, Пол; Фицджеральд, Майкл П.; Грэм, Джеймс Р. (2007). «Открытие экстремальной асимметрии на диске мусора, окружающего HD 15115». Астрофизический журнал . 661 (1): 185 - L88. Arxiv : 0704.0645 . Bibcode : 2007Apj ... 661L..85K . doi : 10.1086/518652 . S2CID 16599464 .
- ^ Koerner, DW; Ресслер, я; Вернер, MW; Backman, DE (1998). «Средняя инфракрасная визуализация термозветинного диска вокруг HR 4796: картирование мусора планетарного образования». Астрофизические журнальные буквы . 503 (1): 183. Arxiv : Astro-ph/9806268 . Bibcode : 1998Apj ... 503L..83k . doi : 10.1086/311525 . S2CID 12715138 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Вильяр, Рэй; Вайнбергер, Алисия; Смит, Брэд (1999-01-08). «Виды на пылевые диски и кольца, окружающие молодые звезды», дают подсказки » . Hubblesite . Получено 2007-06-17 .
- ^ Мейер, мистер; Backman, D. (2002-01-08). «Пояс материала вокруг звезды может быть первым шагом в формировании наземной планеты» . Университет Аризоны, НАСА. Архивировано из оригинала 2011-06-07 . Получено 2007-07-17 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- McCabe, Caer (2019-03-08). «Каталог разрешенных термозветинных дисков» . НАСА JPL . Получено 2019-03-08 .