Пылевые ловушки оказались условием формирования планет

Международная группа ученых пришла к выводу, что сгустки космической пыли формируют планетезимали благодаря аэродинамическому сопротивлению и пылевым ловушкам.

1 893

Известно, что планетные системы образуются из газопылевого диска вокруг звезды. Хаотически двигаясь в протопланетном диске, частицы пыли сталкиваются и формируют сперва сантиметровые сгустки, а затем — планетезимали. Однако то, как сгустки космической пыли превращаются в небесные тела, сопоставимые по размерам с астероидами, изучено недостаточно.

 

Предполагается, что для превращения сгустков пыли в планетезимали первым необходимо преодолеть два ограничения. Первое заключается в том, что из-за баланса гравитации, давления и центробежной силы скорость движения газа вокруг звезды ниже, чем свободных тел. Относительно крупные частицы (больше нескольких миллиметров), опережая газ, теряют скорость при столкновении с встречным потоком и опускаются к звезде, где разрушаются. Второе ограничение связано с возрастающей вероятностью столкновения крупных частиц друг с другом, что должно нарушать процесс накопления массы.

 

Единственной областью, где оба эти ограничения могут быть сняты, являются пылевые ловушки — участки высокого давления, которые замедляют движение пылинок. Ранее считалось, что пылевые ловушки могут возникать в крайне специфических условиях, однако ученые из Университета Лион I имени Клода Бернара и других учреждений показали, что это не так.

 

В новой работе авторы провели компьютерную симуляцию механизма взаимодействия космической пыли с газом в протопланетном диске. Согласно анализу, обычно перемещением частиц управляли потоки газа, но в моделях с большей концентрации пыли скопление частиц изменяло структуру газа. Таким образом, происходило обратное аэродинамическое сопротивление, которое часто не учитывается исследователями при рассмотрении процессов формирования сгустков пыли.

 

По словам ученых, обратное аэродинамическое сопротивление замедляет движение пыли к звезде, что позволяет ей накопить массу. После определенного порога массы газ перестает управлять движением частиц и выталкивается в отдаленные области диска, образуя пылевые ловушки. Частицы из внешних областей диска накапливаются в пылевых ловушках и со временем формируют планетезимали.

 

Подробности работы опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

1/3
Частицы пыли растут и движутся к звезде©Volker Schurbert
2/3
Сгустки пыли замедляют движение©Volker Schurbert
3/3
Обратное аэродинамическое сопротивление выталкивает газ, и возникают пылевые ловушки©Volker Schurbert
1 893

Подпишись на нашу рассылку лучших статей и получи журнал бесплатно!

Комментарии

Plain text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <iframe> <embed> <br/>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Comment text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <br/>

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку