|
Планеты могут формироваться легче, чем считалось
|
|
|
|
Строительные блоки новых планет могут формироваться легче, чем считалось ранее, согласно расчетам команды, возглавляемой астрофизиком RIKEN. Планеты рождаются из облаков пыли и газа, которые вращаются вокруг молодых звезд. Частицы пыли внутри этих протопланетных дисков постепенно объединяются в зерна, которые затем объединяются в планетезимали. Эти планетезимали, ширина которых может достигать нескольких километров, потенциально могут стать основой новых миров. Астрономы все еще выясняют, как именно происходит каждая из этих стадий. Например, планетезимали могут образовываться, когда частицы пыли сталкиваются и слипаются - процесс, известный как коагуляция. С другой стороны, сопротивление, ощущаемое пылинками при их движении по протопланетному диску, может сконцентрировать пыль в рыхлые комки - процесс, называемый нестабильностью потока. "Если эти скопления достаточно массивны, планетезимали могли образоваться в результате самогравитационного коллапса скопления", - объясняет Ресуке Томинага из лаборатории формирования звезд и планет RIKEN.
|
|
|
Чтобы оценить относительную важность этих двух процессов в формировании планетезималей, Томинага и Хидекадзу Танака из Университета Тохоку в Сендае, Япония, создали физическую модель для моделирования поведения пылевых частиц в протопланетных дисках. Их результаты опубликованы в Astrophysical Journal. Основываясь на предыдущих моделях формирования планетезималей, их модель включала ряд факторов, таких как скорость и липкость пылинок. Например, если зерна сталкиваются слишком быстро, они могут фактически развалиться на части, а не образовать крупное зерно. "Некоторые исследования показали, что частицы пыли не такие липкие и что их рост может быть ограничен фрагментацией в областях формирования планет из-за высоких скоростей столкновений", - говорит Томинага. "Считается, что это один из барьеров, препятствующих росту пыли до планетезималей". Модель Томинаги и Танаки оценила, сколько времени потребуется для роста пылинок в результате коагуляции, и сравнила это с временным масштабом образования комков из-за нестабильности потока.
|
|
|
|
Модель показала, что оба процесса протекают с одинаковой скоростью. Действительно, процессы образования комков и коагуляции помогают друг другу протекать быстро, действуя как петля положительной обратной связи. "Рост пыли повышает эффективность образования комков, в то время как более сильное образование комков способствует росту пыли", - говорит Томинага. "Было предсказано, что эта обратная связь способствует образованию планетезималей". Эффект был справедлив как для частиц ледяной пыли, так и для силикатных зерен, которые больше похожи на песок. На данный момент модель дает очень простую оценку роста пыли, говорит Томинага. Он надеется провести численное моделирование с более высокой точностью, чтобы получить более детальное представление об этих процессах образования планетезималей.
|
|
|
|
Источник
|
