Околозвёздный диск - NiNa.Az

Околозвёздный диск — торо- или кольцеобразное скопление газа, пыли, планетезималей или астероидов на орбите вокруг звезды.

Как правило, у молодых звёзд они являются источником материала, из которого могут образоваться планеты, у более старых — уже формирующейся системой, а у белых карликов — тем, что осталось от системы.

Околозвёздный диск вокруг молодой звезды в представлении художника

Молодые звёзды

Основная статья: Протопланетный диск

Согласно небулярной гипотезе, которая объясняет формирование и эволюцию планетных систем, протозвёзды формируются путём гравитационного коллапса вещества в молекулярных облаках. Облака изначально имеют некоторый момент импульса, который сохраняется после сжатия, из-за чего вокруг вращающейся звезды остаётся протопланетный диск, масса которого может составлять до нескольких процентов массы звезды. В дальнейшем начинают образовываться планетезимали, а затем и планеты.

Двойные системы

Диск с кратной орбитой в системе GG Тельца в представлении художника

Диск с кратной орбитой у звезды AK Скорпиона, изображение с ALMA

Диски в двойных системах могут иметь два вида: в первом случае диском обладает только одна звезда, а во втором — система. То, каким будет диск, зависит от момента импульса вещества, попадающего в систему:

• Если вещество имеет маленький момент импульса, то вещество выйдет на орбиту вокруг более массивной звезды. Это, например, происходит при аккреции вещества.
• Если момент импульса вещества будет больше, то оно выйдет на орбиту вокруг менее массивной звезды. То, какого момента импульса будет достаточно, зависит от соотношения масс звёзд.
• Для кратных орбит нужен наибольший момент импульса, и радиус такой орбиты должен быть значительно больше расстояния между звёздами в системе. Предельная масса для такого диска — 0,005 M_☉, при большей массе вещество этого диска будет попадать на орбиты звёзд по отдельности. Такой диск имеется в системе GG Тельца.

В любом случае у дисков в такой системе могут образовываться волны плотности из-за притяжения от второго компонента системы.

Плоскость диска с кратной орбитой может отличаться от плоскости орбит звёзд. Исследования ALMA показали, что в тесных двойных системах, как правило, эти плоскости совпадают, а для двойных с периодом больше месяца они часто различны. В случае, когда отношение масс звёзд в системе близко к единице, такой диск разделяется на два не связанных друг с другом прецессирующих диска.

Типы дисков

• Остаточные диски состоят в основном из планетезималей и пыли. Газа в них немного, и образовался он в основном результате столкновений планетезималей, так как изначальные запасы газа уже аккрецировали на планеты.
• Межпланетные пылевые облака — вещество, образованное в результате столкновений астероидов и испарения комет. В Солнечной системе наблюдаются с Земли как зодиакальный свет.

Околозвёздные диски в Солнечной системе

Околозвёздные диски звёзд HD 141943 и .

• Пояс астероидов;
• Пояс Койпера;
• Рассеянный диск;
• Облако Хиллса, внутренняя часть облака Оорта;

Примечания

1. ALMA Reveals Planetary Construction Sites  (неопр.). Дата обращения: 21 декабря 2015. Архивировано 8 марта 2019 года.
2. Кононович Э. В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. — 2-е, исправленное. — УРСС, 2004. — С. 353. — 544 с. — ISBN 5-354-00866-2.
3. Bate, M; Bonnell, A. Accretion during binary star formation - II. Gaseous accretion and disc formation (англ.) // MNRAS : journal. — 1997. — Vol. 285. — P. 33—48. — doi:10.1093/mnras/285.1.33. — Bibcode: 1997MNRAS.285...33B.
4. Larwood, J.D.; Papaloizou, J.C.B. The hydrodynamical response of a tilted circumbinary disc: linear theory and non-linear numerical simulations (англ.) // MNRAS : journal. — 1997. — Vol. 285, no. 2. — P. 288. — doi:10.1093/mnras/285.2.288. — Bibcode: 1997MNRAS.285..288L. — arXiv:astro-ph/9609145.
5. C. Roddier; F. Roddier; M. J. Northcott; J. E. Graves; K. Jim. Adaptive optics imaging of GG Tauri: Optical detection of the circumbinary ring (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1996. — Vol. 463. — P. 326—335. — doi:10.1086/177245. — Bibcode: 1996ApJ...463..326R.
6. The Strange Orbits of ‘Tatooine’ Planetary Disks (англ.). National Radio Astronomy Observatory. Дата обращения: 21 марта 2020. Архивировано 21 марта 2020 года.
7. Klahr, Hubert; Brandner, Wolfgang. Planet Formation. — Cambridge University Press, 2006. — С. 25. — ISBN 0-521-86015-6.
8. Circumstellar Disks HD 141943 and HD 191089. ESA/Hubble images. Архивировано 16 августа 2018. Дата обращения: 29 апреля 2014.

Литература

• Lucio Mayer, Thomas Quinn, James Wadsley & Joachim Stadel, 2002, Formation of Giant Planets by Fragmentation of Protoplanetary Disks, Science, 298:1756-1759, arXiv-Preprint Архивная копия от 25 октября 2019 на Wayback Machine

Ссылки

• McCabe, Caer. Catalog of Resolved Circumstellar Disks  (неопр.). NASA JPL (30 мая 2007). Дата обращения: 17 июля 2007. Архивировано 12 июня 2016 года.
• Image Gallery of Dust disks Архивная копия от 27 сентября 2011 на Wayback Machine (from Paul Kalas, «Circumstellar Disk Learning Site Архивная копия от 15 марта 2012 на Wayback Machine)»