Искривления приводят к сбоям в планетообразовании в молодых звездных системах

В новом исследовании продемонстрировано влияние проходящих звезд, невыравненных двойных звезд и проходящих газовых облаков на формирование планет в ранних звездных системах.

Об этом рассказывают в Университете Уорвика, передают OstanniPodii.com.

Ученые смоделировали, как подобные космические события могут деформировать протопланетные диски – места рождения планет – на ранних этапах эволюции звездных систем. Результаты были недавно опубликованы в Astrophysical Journal.

Звездные системы формируются из протопланетных дисков — массивных вращающихся облаков газа и пыли, которые в конце концов превращаются в массив планет, наблюдаемых во Вселенной. Когда эти диски молоды, они образуют спиралевидные структуры, в которых вся пыль и материал затягиваются в плотные рукава под влиянием массивного гравитационного эффекта от вращения диска.

Новости по подобной теме:

Экзопланеты-газовые гиганты образовались раньше, чем считается - говорит исследование

Но астрономы нашли удивительное количество протопланетных дисков, которые несмотря на то, что они достаточно массивны, чтобы иметь спиральную структуру, не имеют никаких доказательств ее наличия. И ученые исследовали, что он может помешать диску образовать спиральную структуру.

Докторант Сахл Роутер с факультета физики Университета Уорвика создал трехмерную гидродинамическую симуляцию обычного плоского диска с самогравитацией с помощью метода, называемого гидродинамикой сглаженных частиц. Для этого он добавил диску разные уровни кривизны для его искривления, чтобы изучить влияние на спиральную структуру диска. Во всех случаях с искривленным диском, кроме малейших, спиральная структура исчезала.

Спиральная структура протопланетного диска крайне важна для планетообразования из-за гравитационной нестабильности, а полученные результаты улучшают наше понимание того, как эволюционируют звездные системы.

Соавтор д-р Ребекка Нилон с кафедры физики говорит: «Искривления будут тормозить планетообразование из-за гравитационной нестабильности, в том смысле, что эти спиральные структуры, фрагментируемые в сгустки, из которых в конечном итоге образуются планеты, находятся там, где структура диска будет нарушена. Все, что нарушает эту спиральную структуру, усложняет слипание и усложняет формирование планет из-за гравитационной нестабильности».

Вращающийся протопланетный диск на начальных стадиях искривления. Credit: University of Warwick

Вращающийся протопланетный диск на поздних стадиях искривления. Credit: University of Warwick

Ученые объясняют, что искривление нагревает диск, вызывая небольшие возмущения в скорости газа, когда он вращается. Газ должен быть охлажден, чтобы начал комковаться, поэтому во время нагрева диска структура спирального рукава стирается.

Существует несколько способов искривить протопланетный диск. Например: если большой объект, например звезда, проходит поблизости при облёте; если диск окружает двойную звездную систему, которая вращается не выровнено с диском; или если соседний источник газа аккрецируется на диск.

За последние годы количество показаний искажений протопланетных дисков значительно возросло, что может говорить о том, что они чаще встречаются во Вселенной, чем считалось ранее. Это также дает потенциальное объяснение большого количества массивных протопланетных дисков, не имеющих спиральной структуры.

Врач Нилон добавляет: «Обычно мы думаем, что эти диски формируются изолированно, но на самом деле это не так. У них хаотическое соседство, с большим количеством звезд поблизости, и может быть проходящая рядом звезда и гравитационного взаимодействия достаточно, чтобы вызвать искажение».

«Как только мы начали получать наблюдения за искривленными дисками, нам пришлось учитывать искажения в нашем моделировании. Нам нужно больше учитывать искажения в эволюции протопланетных дисков и понимать, что они могут влиять на текущие механизмы эволюции дисков и физику. Нам следует рассмотреть, как искажение влияет на все факторы образования планет».

Сахл Роутер говорит, что «это исследование сочетает два физических эффекта, которые ранее не совмещались: физику дисков с самогравитацией и искривление. Это важно, так как диски с самогравитацией изучались некоторое время, и это хорошо изученная область. Искривления – это идея гораздо более поздняя».

«Мы смоделировали это самым простым способом, чтобы могли быть действительно уверены в том, что мы сделали, и легко продемонстрировать это».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• планетообразование