|
Формирования экзопланет гравитационной нестабильностью
|
|
|
|
Экзопланеты образуются в протопланетных дисках - скоплениях космической пыли и газа, вращающихся вокруг звезды. Ведущая теория формирования планет, называемая аккрецией ядра, гласит, что частицы пыли в диске собираются и растут, образуя ядро планеты, подобно снежному кому, катящемуся вниз по склону. Как только гравитационное притяжение становится достаточно сильным, вокруг него сжимается другой материал, образуя атмосферу.
|
|
|
|
Вторая теория формирования планет - гравитационный коллапс. В этом сценарии сам диск становится гравитационно нестабильным и сжимается, образуя планету, подобно снегу, который сваливают в кучу. Этот процесс требует, чтобы диск был массивным, и до недавнего времени не было известных подходящих кандидатов для наблюдения; предыдущие исследования выявили скопление снега, но не выяснили, что его образовало.
|
|
|
|
Но в новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature, профессор Массачусетского технологического института Ричард Тиг и его коллеги сообщают о доказательствах того, что движение газа, окружающего звезду AB Aurigae, ведет себя так, как можно было бы ожидать в гравитационно нестабильном диске, что соответствует численным прогнозам.
|
|
|
Их обнаружение сродни обнаружению снегоочистителя, создавшего эту кучу. Это указывает на то, что гравитационный коллапс является жизнеспособным методом формирования планет. В этой статье Тиг, изучающий формирование планетных систем на факультете наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института (EAPS), отвечает на несколько вопросов о новой работе.
|
|
Что сделало систему AB Aurigae подходящим кандидатом для наблюдения?
|
|
|
|
Было проведено множество наблюдений, которые позволили предположить, что в системе происходит интересная динамика. Некоторые группы видели спиральные рукава внутри диска; люди находили горячие точки, которые некоторые группы интерпретировали как планеты; другие объясняли это какой-то другой нестабильностью. Но на самом деле это был диск, и мы знали, что там происходило множество интересных движений. Данных, которыми мы располагали ранее, было достаточно, чтобы понять, что это интересно, но недостаточно, чтобы детализировать происходящее.
|
|
Что такое гравитационная нестабильность, когда речь заходит о протопланетных дисках?
|
|
|
|
Гравитационная нестабильность - это когда гравитация от самого диска достаточно сильна, чтобы нарушить движение внутри диска. Обычно мы предполагаем, что гравитационный потенциал определяется центральной звездой, что имеет место в том случае, когда масса диска составляет менее 10% от массы звезды (что происходит в большинстве случаев).
|
|
|
|
Когда масса диска становится слишком большой, гравитационный потенциал будет воздействовать на него по-разному и приводить в движение эти очень большие спиральные рукава в диске. Они могут иметь множество различных эффектов: они могут задерживать газ, они могут нагревать его, они могут обеспечивать очень быструю передачу углового момента внутри диска.
|
|
|
|
Если он нестабилен, диск может фрагментироваться и сжиматься непосредственно, образуя планету за невероятно короткий промежуток времени. Вместо десятков тысяч лет, которые потребовались бы для того, чтобы произошла аккреция ядра, это произошло бы за малую долю этого времени.
|
|
Как это открытие бросает вызов общепринятым представлениям о формировании планет?
|
|
|
|
Это показывает, что альтернативный путь формирования планет путем прямого коллапса - это способ, с помощью которого мы можем формировать планеты. Это особенно важно, потому что мы находим все больше и больше свидетельств существования очень больших планет — скажем, массой с Юпитер или больше, — которые находятся очень далеко от своей звезды.
|
|
|
|
Планеты такого рода невероятно сложно сформировать при аккреции ядра, потому что обычно они должны располагаться близко к звезде, где все происходит быстро. Таким образом, сформировать что-то настолько массивное и удаленное от звезды - это настоящая задача.
|
|
|
|
Если мы сможем показать, что существуют источники, которые достаточно массивны, чтобы быть гравитационно нестабильными, это решит проблему. Возможно, таким образом могут быть сформированы новые системы, потому что всегда было непросто понять, как они возникли в результате аккреции ядра.
|
|
|
|
Источник
|
