Протапланетны дыск

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Протапланетны дыск або проплід (англ.: proplyd, protoplanetary disk) — калязорны дыск шчыльнага газу, які верціцца вакол маладой, нядаўна сфармаванай зоркі, протазоркі, зоркі тыпу T Цяльца або зоркі Хербіга (Ae/Be), з якога пасля ўтвараюцца планеты. Протапланетны дыск таксама можа лічыцца акрэцыйным дыскам, паколькі газападобны матэрыял з унутранага радыусу дыска можа падаць на паверхню зоркі.

Протапланетны дыск у Туманнасці Арыёна.
Протапланетны дыск HH-30 у сузор'і Цяльца, які знаходзіцца на адлегласці каля 450 светлавых гадоў ад Зямлі.
Протапланетны дыск ва ўяўленні мастака.

Протапланетныя дыскі былі выяўлены вакол некалькіх маладых зорак нашай Галактыкі. Першым з іх быў адкрыты дыск вакол зоркі β Жывапісца у 1984 г. Неўзабаве назірання арбітальнага тэлескопа «Хабл» выявілі планетныя сістэмы, што фармуюцца ў туманнасці Арыёна. Астраномы адкрылі велізарныя дыскі з газапылавой матэрыі, падобныя на протапланетныя, вакол зорак Вега, Фамальгаўт і Гема (або Альфека, α Паўночнай Кароны).

Фармаванне[правіць | правіць зыходнік]

Пратазорка, як правіла, фармуецца з воблака малекулярнага газу, які пераважна складаецца з малекул вадароду. Разрэджанае рэчыва ў такіх аблоках не бывае раўнамерным — некаторыя вобласці заўсёды будуць мець троху большую шчыльнасць, чым іншыя. Такія вобласці пачынаюць сцягвацца адна да адной, і калі сціснутая вобласць малекулярнага воблака дасягае крытычнага памеру, масы або шчыльнасці, пачынаецца яе гравітацыйны калапс. Па меры ўшчыльнення воблака, выпадковыя рухі рэчыва, які першапачаткова прысутныя ў гэтым воблаку, мяняюць кірунак у адпаведнасці з чыстым вуглавым момантам зоркі, і ў сілу захавання моманту імпульсу, павялічваецца вуглавая хуткасць ўсёй туманнасці. Павелічэнне хуткасці прыводзіць да таго, што рэчыва, якое засталася па перыферыі ад зоркі, якая ўтвараецца, з-за уплываючай на яго цэнтрабежнай сілы размяркоўваецца ў экватарыяльнай плоскасці — воблака становіцца «сплясканым». Калапс зоркі, якая ўтвараецца, займае каля 100 тыс. гадоў, пасля чаго тэмпература яе паверхні дасягае такога ж значэння, як у зоркі з галоўнай паслядоўнасці аналагічнай масы, і маладое свяціла становіцца бачным. Такім чынам, утвараецца зорка тыпу Т Цяльца. Акрэцыя газу на зорку працягваецца каля 10 мільёнаў гадоў[1], перад тым як дыск знікне а далей ён можа быць знесены сонечным ветрам маладой зоркі ці ж ён можа проста перастаць выпраменьваць. Найстарэйшы протапланетны дыск з выяўленых мае ўзрост у 25 млн гадоў[2].

Згодна з небулярнай гіпотэзай, з протапланетнага дыска ўтвараюцца планеты. Спярша электраслабае, а затым і гравітацыйнае ўзаемадзеянні прыводзяць да фармавання планеезімаляў з газу і часціц лёду ў складзе протапланетнага дыска. Падчас гэтага працэсу сонечны вецер выштурхвае планецезімаль з сістэмы, а акрэцыя, наадварот, уцягвае яе на паверхню зоркі, тым самым дазваляючы планеце заставацца на практычна пастаяннай арбіце.

Выпадкі хуткага знікнення[правіць | правіць зыходнік]

Як меркавалася раней, утварэнне планет з пылу протапланетнага дыска, г.зн. яго знікненне, павінна праходзіць на працягу сотняў тысяч і мільёнаў гадоў. Аднак у ліпені 2012 года астраномы з ЗША і Аўстраліі паведамілі аб знікненні протапланетнага дыска, які выразна назіраўся вакол зоркі TYC 8241 2652 яшчэ ўсяго толькі некалькі гадоў таму[3]. Свячэнне дадзенага протопланетного дыска было ўпершыню зафіксавана ў 1984 годзе, і з тых часоў на працягу каля 20 гадоў было добра даступна для назіранняў. Але ў 2009 годзе выявілася, што яго яркасць паменшылася на 23, а да 2010 года дыск стаў амаль неябычным. Гэта значыць, дыск знік ўсяго толькі прыблізна за тры гады, што з'яўляецца абсалютным рэкордам і ніколі не назіралася раней.

Спачатку ў тлумачэнне падзеі рушыла ўслед здагадку, што, дыск, імаверна, не знік, а толькі апынуўся схаваны нейкім іншым аб'ектам, аднак пасля гэтая гіпотэза не пацвердзілася.

Іншае магчымае тлумачэнне незвычайнай з'явы складаецца ў здагадцы аб частковым выцясненні матэрыялу дыска фотавыпаральным ветрам на больш далёкую адлегласць, аднак у такім выпадку павінна была б падвысіцца яго свяцільнасць у апошнія гады, чаго не назіралася.

Яшчэ адна гіпотэза мяркуе, што TYC 8241 2652 не меў протапланетнагА дыска з самага пачатку, а дыск, якія назіраўся з 1984 года — гэта разагрэты пыл, выкінуты ў касмічную прастору ў ходзе сцэнарыя, аналагічнага з мегаімпактнай мадэллю фарміравання Месяца. Пасля гэтая пыл мог альбо рассеяцца, альбо асесці на паверхні зоркі. Але да дадзенай здагадцы таксама ўзнікае пытанне адносна занадта хуткага часу.

Адным з тлумачэнняў можа быць тое, што з дыска за гэтак кароткі час сфармаваліся планеты, і тады, атрымліваецца, што «ўтварэнне планет адбываецца нашмат хутчэй і больш эфектыўна», — як лічыць Карл Мэліс.

Зрэшты, далейшыя, больш дэталёвыя назіранні і даследаванне дадзеных па протапланетным дыскам, з мэтай выявіць, паменшылася ці за апошнія гады яркасць якога-небудзь яшчэ з іх, імаверна, дапамогуць вырашыць дадзеную праблему.

Сувязь з абіягенэзам[правіць | правіць зыходнік]

Паводле аднаго з апошніх даследаванняў метадам камп'ютэрнага мадэлявання, складаныя арганічныя малекулы, якія складаюць непасрэдную аснову жыцця, маглі ўтварыцца з часціц пылу ў протапланетным дыску Сонца яшчэ да фарміравання Зямлі. Па дадзеных камп'ютэрнага даследавання, падобныя працэсы могуць адбывацца і ў іншых планетных сістэмах.[4]

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Mamajek, E.E., Meyer, M.R., Hinz, P.M., Hoffmann, W.F., Cohen, M., & Hora, J.L. (2004). "Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone: A Mid-Infrared Survey of the 30 Myr old Tucana-Horologium Association". The Astrophysical Journal 612 (1): 496–510. doi:10.1086/422550. Bibcode2004ApJ...612..496M. 
  2. White, R.J. & Hillenbrand, L.A. (2005). "A Long-lived Accretion Disk around a Lithium-depleted Binary T Tauri Star". The Astrophysical Journal 621 (1): L65–L68. doi:10.1086/428752. Bibcode2005ApJ...621L..65W. 
  3. У звезды в созвездии Кентавра пропал диск — Правда. Ру
  4. Moskowitz, Clara Life's Building Blocks May Have Formed in Dust Around Young Sun. Space.com (29 March 2012). Архівавана з першакрыніцы 8 жніўня 2012. Праверана 30 сакавіка 2012.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • 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.