Раскрыты тайны формирования протопланетных дисков вокруг молодых звезд

Глубокое компьютерное моделирование говорит, что процесс проходит сложнее и зависит не только от родительской звезды, но и от влияния внешней среды. Вот что об этом известно.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Исследование, проведенное профессором Института космических наук Барселонского университета Паоло Падоаном, считает слишком упрощенным общепринятое представление о формировании планетарных дисков вокруг молодых звезд. Статья, опубликованная в Nature Astronomy, показывает, что окружающая межзвездная среда играет не меньшую (если не решающую) роль в определении размера и продолжительности жизни дисков, чем молодая материнская звезда.

Когда формируется звезда, она окружена вращающимся диском из газа и пыли. Со временем из этого материала формируются планеты. Традиционно ученые считали, что после образования диска он просто теряет вещество, питая звезду и растущие зародыши.

Однако исследование профессора Падоана открывает новую перспективу, которая показывает, что молодые звезды на самом деле получают много энергии из окружающего пространства в процессе, известном как аккреция Бонди-Хойла. Этот процесс помогает повторно аккрецировать диск, делая его более крупным и «живучим», чем считалось ранее.

Звезды рождаются группами или скоплениями в больших газовых облаках и могут оставаться в этой среде в течение нескольких миллионов лет после своего рождения. После формирования звезды ее гравитация может притягивать много вещества из родительского газового облака. Этого недостаточно для значительного изменения ее массы, но хватает для изменения структуры диска.

Чтобы понять, какая внешняя масса может влиять на молодую звезду в рамках аккреции Бонди-Хойла, а также вычислить изменения скорости вращения и размера диска, обусловленные поступлением в систему межзвездного вещества, необходимо смоделировать турбулентность межзвездного газа.

По мнению автора, аккреция Бонди-Хойла может изменить не только массу диска, но и вращающий момент и угловую скорость, а значит и наблюдаемые размеры и продолжительность жизни протопланетных структур. Такое пересмотренное понимание формирования и эволюции дисков устраняет давние несоответствия с наблюдениями и требует существенных изменений в современных моделях формирования планетных систем.

Команда профессора Падоана применила передовое компьютерное моделирование, чтобы объяснить размеры протопланетных дисков, измеренные ALMA, самым мощным в мире радиотелескопом. Сочетание теоретических моделей и эмпирических данных обеспечило прочную основу для интерпретации сложных взаимодействий между молодыми звездами и их окружением.

Моделирование позволяет выйти за рамки наблюдаемых явлений и изучить структуры плотности, скорости и магнитного поля, а также проследить за ними во времени. В этом исследовании ученые смогли показать, что аккреция Бонди-Хойла играет важную роль не только на ранних, но и на поздних стадиях формирования звезд.

 В сочетании с новыми мощными телескопами, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба и ALMA, которые с беспрецедентно высоким разрешением проводят наблюдения за недавно сформировавшимися звездами, эти достижения позволят лучше понять процесс формирования звезд и их планетных систем.

Понимание роли окружения в формировании дисков также может пролить свет на условия, необходимые для появления обитаемых планет за пределами Солнечной системы.

• космос

Поделиться