Войти
Большой миллиметровый массив Атакамы изображение HL Тельца.A протопланетный диск - это вращающийся околозвездный диск из плотного газа и пыли, окружающий молодую новообразованную звезду, звезду Т Тельца, или звезда Хербига Ae / Be. Протопланетный диск также можно рассматривать как аккреционный диск для 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, состоит в создании самих планет. Протопланетные диски с фотоиспарением с внешней подсветкой называются proplyds.
. В июле 2018 года было получено первое подтвержденное изображение такого диска, содержащего зарождающуюся экзопланету, названное PDS 70b, было сообщено.
Доля звезд, которые демонстрируют некоторые доказательства наличия протопланетного диска в зависимости от возраста звезды (в миллионах лет). Образцы - близлежащие молодые скопления и ассоциации. Рисунок взят из обзора Mamajek (2009). Протозвезды образуются из молекулярных облаков, состоящих в основном из молекулярного водорода. Когда часть молекулярного облака достигает критического размера, массы или плотности, оно начинает схлопываться 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 пользу направления чистого углового момента туманности. Сохранение углового момента вызывает увеличение вращения по мере уменьшения радиуса туманности. Это вращение заставляет облако расплющиваться - так же, как лепить плоскую пиццу из теста - и принимать форму диска. Это происходит потому, что центростремительное ускорение от орбитального движения противостоит гравитационному притяжению звезды только в радиальном направлении, но облако остается свободным, чтобы схлопнуться в вертикальном направлении. В результате образуется тонкий диск, поддерживаемый давлением газа в вертикальном направлении. Первоначальный коллапс длится около 100 000 лет. По истечении этого времени звезда достигает температуры поверхности, подобной температуре поверхности звезды главной последовательности той же массы, и становится видимой.
Теперь это звезда Т Тельца. Аккреция газа на звезду продолжается еще 10 миллионов лет, прежде чем диск исчезнет, возможно, его унесет звездный ветер молодой звезды, или, возможно, просто прекратит излучение после окончания аккреции. Возраст самого старого из обнаруженных протопланетных дисков составляет 25 миллионов лет.
Протопланетный диск. Моделирование спирального рукава и данные наблюдений. Протопланетные диски вокруг звезд типа Т Тельца отличаются от дисков, окружающих основные компоненты тесных двойных систем, своим размером и температурой. Протопланетные диски имеют радиус до 1000 AU, и только самые внутренние их части достигают температуры выше 1000 K. Они очень часто сопровождаются джетами..
Протопланетные диски наблюдались вокруг нескольких молодых звезд в нашей галактике. Наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла показали, что опоры и планетные диски формируются внутри туманности Ориона.
Протопланетные диски считаются тонкими структурами, типичная вертикальная высота которых намного меньше радиуса, и типичная масса намного меньше, чем у центральной молодой звезды.
В массе типичного протопланетарного диска преобладает его газ, однако наличие пылинок играет важную роль в его эволюции. Зерна пыли защищают среднюю плоскость диска от энергетического излучения из космоса, которое создает мертвую зону, в которой магнитовращательная нестабильность (МРТ) больше не действует.
Считается, что эти Диски состоят из турбулентной оболочки из плазмы, также называемой активной зоной, которая охватывает обширную область покоящегося газа, называемую мертвой зоной. Мертвая зона, расположенная в средней плоскости, может замедлить поток вещества через диск, что не позволяет достичь устойчивого состояния.
Протопланетный диск, окружающий молодую звезду Элиас 2-27, расположенную примерно в 450 световых годах от нас. Небулярная гипотеза образования Солнечной системы описывает, как протопланетные диски, как считается, эволюционируют в планетные системы. Электростатические и гравитационные взаимодействия могут привести к тому, что частицы пыли и льда в диске срастутся в планетезимали. Этот процесс конкурирует с звездным ветром, который вытесняет газ из системы, и гравитацией (аккреция ) и внутренними напряжениями (вязкость ), которые вытягивают материал. в центральную звезду Т Тельца. Планетезимали составляют строительные блоки как планет земной группы, так и планет-гигантов.
Считается, что некоторые из спутников Юпитера, Сатурна и Урана образовались из меньших околопланетных аналогов протопланетных дисков. Формирование планет и лун в геометрически тонких дисках, богатых газом и пылью, является причиной того, что планеты расположены в плоскости эклиптики. Спустя десятки миллионов лет после образования Солнечной системы несколько внутренних а.е. 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 ударилась о протоземлю примерно через 30 миллионов лет после образования Солнечной системы.
Снежный покров вокруг звезды, сделанный художником V883 Орион.Бедные газом диски околозвездной пыли были обнаружены вокруг многих близлежащих звезд, большинство из которых имеют возраст в диапазон от ~ 10 миллионов лет (например, Beta Pictoris, 51 Ophiuchi ) до миллиардов лет (например, Tau Ceti ). Эти системы обычно называются «дисками мусора ». Учитывая более старый возраст этих звезд и короткое время жизни пылевых 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, Vega, Alphecca, Fomalhaut и т. Д.), Вероятно, не являются действительно «протопланетными», но представляют собой более позднюю стадию эволюции диска, где внесолнечные аналоги пояса астероидов и пояса Койпера являются местом столкновений планетезималей, генерирующих пыль.
На основании недавних исследований компьютерной модели, сложные органические молекулы, необходимые для жизни, могли образоваться в протопланетном диске пылинок, окружавших Солнце до образования Земли. Согласно компьютерным исследованиям, этот же процесс может происходить и вокруг других звезд, которые приобретают планеты. (Также см. Внеземные органические молекулы ).
20 протопланетных дисков, захваченных Проектом высокого углового разрешения (DSHARP).
Протопланетный диск, окружающий звезду HBC 672 внутри туманности, создает тень.
Протопланетный диск укрыт в молодой области звездообразования Змееносца.
Протопланетный диск.
Наблюдая за пыльными протопланетными дисками, ученые исследуют первые шаги формирования планет.
Концентрические кольца вокруг молодой звезды HD 141569A находится на расстоянии около 370 световых лет.
Диски обломков обнаружены на HST изображениях молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 - изображения вверху; геометрия внизу.
Протопланетный диск HH -30 в Тельце - диск излучает красноватую звездную струю.
Художественное впечатление протопланетного диска.
Изображение в Туманности Ориона.
Воспроизвести медиа Видео показывает эволюцию диска вокруг молодой звезды, такой как HL Tauri (концепция художника).
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Протопланетными дисками. |
