Фотоиспарение

редактировать

Фотоиспарение обозначает процесс, при котором энергичное излучение ионизирует газ и заставляет его рассеиваться от ионизирующего источника. Обычно это относится к астрофизическому контексту, где ультрафиолетовое излучение горячих звезд воздействует на облака материала, такие как молекулярные облака, протопланетные диски или планетарные атмосферы.

Содержание

  • 1 Молекулярные облака
  • 2 Испаряющиеся газовые глобулы (EGGs)
  • 3 Планеты и атмосферы
  • 4 Протопланетные диски
    • 4.1 Регионы содержащие протопланетные диски с явными признаками внешнего фотоиспарения
  • 5 Источники

Молекулярные облака

Фотоиспарение столбов туманности Орла

Одно из наиболее очевидных проявлений астрофизического фотоиспарения проявляется в разрушающихся структурах молекулярных облаков в виде светящихся звезды рождаются внутри.

Испаряющиеся газовые глобулы (EGGs)

Испаряющиеся газовые глобулы или EGG были впервые обнаружены в туманности Орла. Эти маленькие кометные глобулы испаряются на фото звездами в ближайшем скоплении. Яйцо - это места продолжающегося звездообразования.

Планеты и атмосферы

A планета может быть лишена атмосферы (или части атмосферы) из-за высокоэнергетических фотонов и другое электромагнитное излучение. Если фотон взаимодействует с молекулой атмосферы, молекула ускоряется и ее температура увеличивается. При наличии достаточной энергии молекула или атом могут достичь космической скорости планеты и «испариться» в космос. Чем меньше массовое число газа, тем выше скорость, полученная при взаимодействии с фотоном. Таким образом, водород - это газ, который наиболее склонен к фотоиспарению.

Примерами экзопланет с испаряющейся атмосферой являются HD 209458 b, HD 189733 b и Gliese 3470 b. Материал с возможной испаряющейся планеты вокруг WD J0914 + 1914 может быть ответственным за газовый диск вокруг этого белого карлика.

Протопланетные диски

Фотоиспарение протопланетного диска из-за наличия поблизости звезды O-типа

Протопланетные диски могут рассеиваться звездным ветром и нагревом из-за падающего электромагнитного излучения. Излучение взаимодействует с веществом и таким образом ускоряет его наружу. Этот эффект заметен только при наличии достаточной силы излучения, например, исходящего от близлежащих звезд типа O и B или когда центральная протозвезда начинает ядерный синтез.

Диск состоит из газа и пыли.. Газ, состоящий в основном из легких элементов, таких как водород и гелий, в основном подвержен влиянию этого эффекта, вызывая увеличение соотношения между пылью и газом.

Излучение центральной звезды возбуждает частицы в аккреционном диске. Облучение диска приводит к появлению шкалы длины устойчивости, известной как гравитационный радиус (r g {\ displaystyle r_ {g}}r_{g}). За пределами гравитационного радиуса частицы могут стать достаточно возбужденными, чтобы избежать гравитации диска и испариться. Через 10–10 лет темпы образования вязкой жидкости падают ниже скорости фотоиспарения при r g {\ displaystyle r_ {g}}r_{g}. Затем открывается зазор вокруг rg {\ displaystyle r_ {g}}r_{g}, внутренний диск стекает на центральную звезду или расширяется до rg {\ displaystyle r_ {g}}r_{g}и испаряется. Создается внутреннее отверстие, продолжающееся до r g {\ displaystyle r_ {g}}r_{g}. Как только образуется внутреннее отверстие, внешний диск очень быстро очищается.

Формула для гравитационного радиуса диска:

rg = (γ - 1) 2 γ GM μ k BT ≈ 2,15 (M / M ⊙) (T / 10 4 K) AU, { \ displaystyle r_ {g} = {\ frac {\ left (\ gamma -1 \ right)} {2 \ gamma}} {\ frac {GM \ mu} {k_ {B} T}} \ приблизительно 2,15 {\ frac {\ left (M / M _ {\ odot} \ right)} {\ left (T / 10 ^ {4} \ {\ rm {K}} \ right)}} \ {\ rm {AU}}, \! }{\ displaystyle r_ {g} = {\ frac {\ left (\ gamma -1 \ right)} {2 \ gamma}} {\ frac {GM \ mu} {k_ {B} T}} \ приблизительно 2,15 {\ frac {\ left (M / M _ {\ odot} \ right)} {\ left (T / 10 ^ {4} \ {\ rm {K}} \ right)}} \ {\ rm {AU}}, \!}

где γ {\ displaystyle \ gamma}\ gamma - отношение удельной теплоты (= 5/3 для одноатомного газа), G {\ displaystyle G}Gуниверсальная гравитационная постоянная, M {\ displaystyle M}Mмасса центральной звезды, M ⊙ {\ displaystyle M _ {\ odot}}M_\odotмасса Солнца, μ {\ displaystyle \ mu}\ mu средний вес газа, k B {\ displaystyle k_ {B}}k_{B}Постоянная Больцмана, T {\ displaystyle T}T- температура газа, а AU - астрономическая единица.

. Из-за этого эффекта присутствие массивных звезд в считается, что область звездообразования оказывает большое влияние на формирование планет от t он вращается вокруг молодого звездного объекта, хотя пока не ясно, замедляет или ускоряет его этот эффект.

Области, содержащие протопланетные диски с явными признаками внешнего фотоиспарения.

Самая известная область, содержащая фотоиспаренные протопланетные диски, - это туманность Ориона. Их назвали яркими проплидами, и с тех пор этот термин использовался для других областей для описания фотоиспарения протопланетных дисков. Они были обнаружены с помощью космического телескопа Хаббл. В туманности Ориона может быть даже объект планетарной массы, который фотоиспаряется с помощью θ Ori C. С тех пор HST действительно наблюдал другие молодые звездные скопления и обнаружил яркие проплыды в туманности Лагуна, Трехраздельной туманности, Pismis 24 и NGC 1977 <60.>. После запуска космического телескопа Спитцер дополнительные наблюдения выявили пыльные кометные хвосты вокруг молодых членов скопления в NGC 2244, IC 1396 и NGC 2264 <60.>. Эти пыльные хвосты также объясняются фотоиспарением протопланетарного диска. Позднее аналогичные кометные хвосты были обнаружены Спитцером в W5. Это исследование пришло к выводу, что хвосты имеют вероятную продолжительность жизни 5 млн. или меньше. Дополнительные хвосты были обнаружены Спитцером в NGC 1977, NGC 6193 и Collinder 69. Другие яркие кандидаты были обнаружены в туманности Киля с CTIO 4m и около Стрельца A * с VLA. Последующие наблюдения Хаббла за выдвинутым кандидатом в туманности Киля показали, что это, вероятно, испаряющаяся газовая глобула.

Объекты в NGC 3603 и позже в Лебеде OB2 были предложены в качестве промежуточных массивных версий ярких проплидов, обнаруженных в туманности Ориона.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-02 04:12:15
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте