Протопланетный диск
Протоплане́тный диск или проплид — вращающийся околозвёздный диск плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной звезды, протозвезды, звёзды типа T Тельца или звёзды Хербига (Ae/Be), из которого впоследствии образуются планеты. Протопланетный диск также может считаться аккреционным диском, поскольку составляющий его газообразный материал со внутреннего радиуса может падать на поверхность звезды.
Протопланетные диски были обнаружены вокруг нескольких молодых звёзд нашей Галактики. Наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» выявили формирующиеся планетные системы в Туманности Ориона. Астрономы открыли огромные диски из газопылевой материи, похожие на протопланетные, вокруг звёзд Вега, Фомальгаут и Гемма (или Альфекка, α Северной Короны).
Формирование
Протозвезда, как правило, формируется из облака молекулярного газа, преимущественно состоящего из молекул водорода. Распределение вещества в таких облаках не бывает равномерным — некоторые области всегда будут иметь несколько большую плотность, чем другие. Такие области начинают стягиваться друг к другу, и когда сжатая область молекулярного облака достигает критического размера, массы или плотности, начинается её гравитационный коллапс. По мере уплотнения коллапсирующего облака, случайные движения вещества, изначально присутствовавшие в этом облаке, меняют направление в соответствии с чистым угловым моментом формирующейся звезды, и в силу сохранения момента импульса, увеличивается угловая скорость всей туманности. Увеличение скорости приводит к тому, что вещество, оставшееся по периферии от образующейся звезды, из-за действующей на него центробежной силы распределяется в экваториальной плоскости — облако становится «сплющенным». Коллапс образующейся звезды занимает около 100 тыс. лет, после чего температура её поверхности достигает такого же значения как у звезды с главной последовательности аналогичной массы, и молодое светило становится видимым. Так образуется звезда типа Т Тельца. Аккреция газа на звезду продолжается около 10 миллионов лет, перед тем как диск исчезнет, а далее он может быть снесён солнечным ветром молодой звезды или же он может просто перестать излучать. Старейший протопланетный диск из обнаруженных имеет возраст в 25 млн лет.
Случай быстрого исчезновения
Как предполагалось ранее, образование планет из пыли протопланетного диска, то есть его исчезновение, должно проходить в течение сотен тысяч и миллионов лет. Однако в июле 2012 года астрономы из США и Австралии сообщили об исчезновении протопланетного диска, который отчётливо наблюдался вокруг звезды TYC 8241 2652 ещё всего лишь несколько лет назад. Свечение данного протопланетного диска было впервые зафиксировано в 1984 году, и с тех пор в течение около 20 лет было хорошо доступно для наблюдений. Но в 2009 году обнаружилось, что его яркость уменьшилась на 2/3, а к 2010 году диск стал почти неразличим. То есть диск исчез всего лишь приблизительно за три года, что является абсолютным рекордом, никогда не наблюдавшимся ранее.
Сначала в объяснение событию последовало предположение, что, диск, вероятно, не исчез, а лишь оказался заслонен каким-то другим объектом, однако впоследствии эта гипотеза не подтвердилась.
Другое возможное объяснение необычного явления состоит в предположении о частичном вытеснении материала диска [англ.] на более далёкое расстояние, однако в таком случае должна была бы повыситься его светимость в последние годы, чего не наблюдалось.
Ещё одна гипотеза предполагает, что TYC 8241 2652 не имел протопланетного диска с самого начала, а наблюдавшийся с 1984 года диск — это разогретая пыль, выброшенная в космическое пространство в ходе сценария, аналогичного с мегаимпактной моделью формирования Луны. Впоследствии эта пыль могла либо рассеяться, либо осесть на поверхности звезды. Но к данному предположению тоже возникает вопрос относительно слишком быстрого времени.
Одним из объяснений может быть то, что из диска за столь короткое время сформировались планеты, и тогда, получается, что «образование планет происходит намного быстрее и эффективнее», — как считает Карл Мэлис.
Впрочем, дальнейшие, более детальные наблюдения и исследование данных по протопланетным дискам, с целью выявить, уменьшилась ли за последние годы яркость какого-либо ещё из них, вероятно, помогут решить данную проблему.
Связь с абиогенезом
Согласно одному из последних исследований методом компьютерного моделирования, составляющие непосредственную основу жизни сложные органические молекулы могли образоваться из частиц пыли в протопланетном диске Солнца ещё до формирования Земли. По данным компьютерного исследования, подобные процессы могут происходить и в других планетных системах.
См. также
- Осколочный диск
- Протозвезда
- Объект Хербига — Аро
- Планетная система
- Формирование и эволюция Солнечной системы
Ссылки
- Астрофизики впервые обнаружили спиральные рукава в протопланетном диске вокруг очень молодой звезды // N+1, 30 сентября 2016.
![image]()
Протопланетный диск тройной звезды — Астрономия на QWERTY
Примечания
- Ось диска наклонена к наблюдателю под углом 75 градусов. Изображения получены по результатам моделирования динамики самогравитирующего газопылевого диска и расчета переноса излучения. Справа от центра присутствует плотный фрагмент — зародыш планеты. На длине волны 3 мм, в которой диск прозрачен, этот фрагмент наблюдается в виде пятна повышенной яркости (левая карта). На длине 160 мкм, в котором диск является оптически толстым, фрагмент проявляется в виде темной области (правая карта). Институт астрономии РАН
- Воробьёв Э. И., Павлюченков Я. Н., Тринкл П. Влияние вспышек светимости на свойства протозвездных дисков // Астрономический журнал (Astronomy Reports) / Глав. ред. А. А. Боярчук. — «Наука», 2014. — Т. 91, № 8. — С. 610. — ISSN 0004-6299. — doi:10.7868/S0004629914080088.
- Mamajek, E.E., Meyer, M.R., Hinz, P.M., Hoffmann, W.F., Cohen, M., & Hora, J.L. Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone: A Mid-Infrared Survey of the 30 Myr old Tucana-Horologium Association (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2004. — Vol. 612, no. 1. — P. 496—510. — doi:10.1086/422550. — . — arXiv:astro-ph/0405271.
- White, R.J. & Hillenbrand, L.A. A Long-lived Accretion Disk around a Lithium-depleted Binary T Tauri Star (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2005. — Vol. 621, no. 1. — P. L65—L68. — doi:10.1086/428752. — . — arXiv:astro-ph/0501307.
- У звезды в созвездии Кентавра пропал диск — Правда. Ру. Дата обращения: 12 октября 2012. Архивировано 15 октября 2012 года.
- Moskowitz, Clara. Life's Building Blocks May Have Formed in Dust Around Young Sun. Space.com (29 марта 2012). Дата обращения: 30 марта 2012. Архивировано 8 августа 2012 года.
Литература
- Williams, J. P.; Cieza, L. A. (2011). «Protoplanetary Disks and Their Evolution». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49: 67.
- Armitage, P. J. (2011). «Dynamics of Protoplanetary Disks». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49: 195—236.
- Sanford S.; Davis. A New Model for Water Vapor and Ice Abundance in a Protoplanetary Nebula (англ.) // American Astronomical Society, DPS meeting #38, #66.07 : journal. — 2006. — Vol. 38. — P. 617. — .
- Barrado y Navascues, D. The Castor moving group: The age of Fomalhaut and Vega (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 1998. — Vol. 339, no. 3. — P. 831—839. — . — arXiv:astro-ph/9905243. Архивировано 29 сентября 2007 года.
- Paul Kalas, J. Graham, M. Clampin. A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt (англ.) // Nature : journal. — 2005. — Vol. 435, no. 7045. — P. 1067—1070. — doi:10.1038/nature03601. — . — arXiv:astro-ph/0506574. — PMID 15973402.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Протопланетный диск, Что такое Протопланетный диск? Что означает Протопланетный диск?
Protoplane tnyj disk ili proplid vrashayushijsya okolozvyozdnyj disk plotnogo gaza vokrug molodoj nedavno sformirovannoj zvezdy protozvezdy zvyozdy tipa T Telca ili zvyozdy Herbiga Ae Be iz kotorogo vposledstvii obrazuyutsya planety Protoplanetnyj disk takzhe mozhet schitatsya akkrecionnym diskom poskolku sostavlyayushij ego gazoobraznyj material so vnutrennego radiusa mozhet padat na poverhnost zvezdy Protoplanetnyj disk HL TelcaTeoreticheskoe izobrazhenie protoplanetnogo diska na dlinah voln 3 mm i 160 mikronProtoplanetnyj disk v Tumannosti OrionaProtoplanetnyj disk HH 30 v sozvezdii Telca nahodyashijsya na rasstoyanii okolo 450 svetovyh let ot ZemliProtoplanetnyj disk v predstavlenii hudozhnika Protoplanetnye diski byli obnaruzheny vokrug neskolkih molodyh zvyozd nashej Galaktiki Nablyudeniya orbitalnogo teleskopa Habbl vyyavili formiruyushiesya planetnye sistemy v Tumannosti Oriona Astronomy otkryli ogromnye diski iz gazopylevoj materii pohozhie na protoplanetnye vokrug zvyozd Vega Fomalgaut i Gemma ili Alfekka a Severnoj Korony FormirovanieProtozvezda kak pravilo formiruetsya iz oblaka molekulyarnogo gaza preimushestvenno sostoyashego iz molekul vodoroda Raspredelenie veshestva v takih oblakah ne byvaet ravnomernym nekotorye oblasti vsegda budut imet neskolko bolshuyu plotnost chem drugie Takie oblasti nachinayut styagivatsya drug k drugu i kogda szhataya oblast molekulyarnogo oblaka dostigaet kriticheskogo razmera massy ili plotnosti nachinaetsya eyo gravitacionnyj kollaps Po mere uplotneniya kollapsiruyushego oblaka sluchajnye dvizheniya veshestva iznachalno prisutstvovavshie v etom oblake menyayut napravlenie v sootvetstvii s chistym uglovym momentom formiruyushejsya zvezdy i v silu sohraneniya momenta impulsa uvelichivaetsya uglovaya skorost vsej tumannosti Uvelichenie skorosti privodit k tomu chto veshestvo ostavsheesya po periferii ot obrazuyushejsya zvezdy iz za dejstvuyushej na nego centrobezhnoj sily raspredelyaetsya v ekvatorialnoj ploskosti oblako stanovitsya splyushennym Kollaps obrazuyushejsya zvezdy zanimaet okolo 100 tys let posle chego temperatura eyo poverhnosti dostigaet takogo zhe znacheniya kak u zvezdy s glavnoj posledovatelnosti analogichnoj massy i molodoe svetilo stanovitsya vidimym Tak obrazuetsya zvezda tipa T Telca Akkreciya gaza na zvezdu prodolzhaetsya okolo 10 millionov let pered tem kak disk ischeznet a dalee on mozhet byt snesyon solnechnym vetrom molodoj zvezdy ili zhe on mozhet prosto perestat izluchat Starejshij protoplanetnyj disk iz obnaruzhennyh imeet vozrast v 25 mln let Sluchaj bystrogo ischeznoveniyaKak predpolagalos ranee obrazovanie planet iz pyli protoplanetnogo diska to est ego ischeznovenie dolzhno prohodit v techenie soten tysyach i millionov let Odnako v iyule 2012 goda astronomy iz SShA i Avstralii soobshili ob ischeznovenii protoplanetnogo diska kotoryj otchyotlivo nablyudalsya vokrug zvezdy TYC 8241 2652 eshyo vsego lish neskolko let nazad Svechenie dannogo protoplanetnogo diska bylo vpervye zafiksirovano v 1984 godu i s teh por v techenie okolo 20 let bylo horosho dostupno dlya nablyudenij No v 2009 godu obnaruzhilos chto ego yarkost umenshilas na 2 3 a k 2010 godu disk stal pochti nerazlichim To est disk ischez vsego lish priblizitelno za tri goda chto yavlyaetsya absolyutnym rekordom nikogda ne nablyudavshimsya ranee Snachala v obyasnenie sobytiyu posledovalo predpolozhenie chto disk veroyatno ne ischez a lish okazalsya zaslonen kakim to drugim obektom odnako vposledstvii eta gipoteza ne podtverdilas Drugoe vozmozhnoe obyasnenie neobychnogo yavleniya sostoit v predpolozhenii o chastichnom vytesnenii materiala diska angl na bolee dalyokoe rasstoyanie odnako v takom sluchae dolzhna byla by povysitsya ego svetimost v poslednie gody chego ne nablyudalos Eshyo odna gipoteza predpolagaet chto TYC 8241 2652 ne imel protoplanetnogo diska s samogo nachala a nablyudavshijsya s 1984 goda disk eto razogretaya pyl vybroshennaya v kosmicheskoe prostranstvo v hode scenariya analogichnogo s megaimpaktnoj modelyu formirovaniya Luny Vposledstvii eta pyl mogla libo rasseyatsya libo osest na poverhnosti zvezdy No k dannomu predpolozheniyu tozhe voznikaet vopros otnositelno slishkom bystrogo vremeni Odnim iz obyasnenij mozhet byt to chto iz diska za stol korotkoe vremya sformirovalis planety i togda poluchaetsya chto obrazovanie planet proishodit namnogo bystree i effektivnee kak schitaet Karl Melis Vprochem dalnejshie bolee detalnye nablyudeniya i issledovanie dannyh po protoplanetnym diskam s celyu vyyavit umenshilas li za poslednie gody yarkost kakogo libo eshyo iz nih veroyatno pomogut reshit dannuyu problemu Svyaz s abiogenezomSoglasno odnomu iz poslednih issledovanij metodom kompyuternogo modelirovaniya sostavlyayushie neposredstvennuyu osnovu zhizni slozhnye organicheskie molekuly mogli obrazovatsya iz chastic pyli v protoplanetnom diske Solnca eshyo do formirovaniya Zemli Po dannym kompyuternogo issledovaniya podobnye processy mogut proishodit i v drugih planetnyh sistemah Sm takzheOskolochnyj disk Protozvezda Obekt Herbiga Aro Planetnaya sistema Formirovanie i evolyuciya Solnechnoj sistemySsylkiAstrofiziki vpervye obnaruzhili spiralnye rukava v protoplanetnom diske vokrug ochen molodoj zvezdy N 1 30 sentyabrya 2016 Protoplanetnyj disk trojnoj zvezdy Astronomiya na QWERTYPrimechaniyaOs diska naklonena k nablyudatelyu pod uglom 75 gradusov Izobrazheniya polucheny po rezultatam modelirovaniya dinamiki samogravitiruyushego gazopylevogo diska i rascheta perenosa izlucheniya Sprava ot centra prisutstvuet plotnyj fragment zarodysh planety Na dline volny 3 mm v kotoroj disk prozrachen etot fragment nablyudaetsya v vide pyatna povyshennoj yarkosti levaya karta Na dline 160 mkm v kotorom disk yavlyaetsya opticheski tolstym fragment proyavlyaetsya v vide temnoj oblasti pravaya karta Institut astronomii RAN Vorobyov E I Pavlyuchenkov Ya N Trinkl P Vliyanie vspyshek svetimosti na svojstva protozvezdnyh diskov Astronomicheskij zhurnal Astronomy Reports Glav red A A Boyarchuk Nauka 2014 T 91 8 S 610 ISSN 0004 6299 doi 10 7868 S0004629914080088 Mamajek E E Meyer M R Hinz P M Hoffmann W F Cohen M amp Hora J L Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone A Mid Infrared Survey of the 30 Myr old Tucana Horologium Association angl The Astrophysical Journal journal IOP Publishing 2004 Vol 612 no 1 P 496 510 doi 10 1086 422550 Bibcode 2004ApJ 612 496M arXiv astro ph 0405271 White R J amp Hillenbrand L A A Long lived Accretion Disk around a Lithium depleted Binary T Tauri Star angl The Astrophysical Journal journal IOP Publishing 2005 Vol 621 no 1 P L65 L68 doi 10 1086 428752 Bibcode 2005ApJ 621L 65W arXiv astro ph 0501307 U zvezdy v sozvezdii Kentavra propal disk Pravda Ru neopr Data obrasheniya 12 oktyabrya 2012 Arhivirovano 15 oktyabrya 2012 goda Moskowitz Clara Life s Building Blocks May Have Formed in Dust Around Young Sun neopr Space com 29 marta 2012 Data obrasheniya 30 marta 2012 Arhivirovano 8 avgusta 2012 goda LiteraturaWilliams J P Cieza L A 2011 Protoplanetary Disks and Their Evolution Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49 67 Armitage P J 2011 Dynamics of Protoplanetary Disks Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49 195 236 Sanford S Davis A New Model for Water Vapor and Ice Abundance in a Protoplanetary Nebula angl American Astronomical Society DPS meeting 38 66 07 journal 2006 Vol 38 P 617 Bibcode 2006DPS 38 6607D Barrado y Navascues D The Castor moving group The age of Fomalhaut and Vega angl Astronomy and Astrophysics journal EDP Sciences 1998 Vol 339 no 3 P 831 839 Bibcode 1998A amp A 339 831B arXiv astro ph 9905243 Arhivirovano 29 sentyabrya 2007 goda Paul Kalas J Graham M Clampin A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut s dust belt angl Nature journal 2005 Vol 435 no 7045 P 1067 1070 doi 10 1038 nature03601 Bibcode 2005Natur 435 1067K arXiv astro ph 0506574 PMID 15973402
