Протоплане́тный диск или проплид — вращающийся околозвёздный диск плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной звезды, протозвезды , звёзды типа T Тельца или звёзды Хербига (Ae/Be) , из которого впоследствии образуются планеты . Протопланетный диск также может считаться аккреционным диском , поскольку составляющий его газообразный материал со внутреннего радиуса может падать на поверхность звезды.

Протопланетные диски были обнаружены вокруг нескольких молодых звёзд нашей Галактики . Наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» выявили формирующиеся планетные системы в Туманности Ориона . Астрономы открыли огромные диски из газопылевой материи, похожие на протопланетные, вокруг звёзд Вега , Фомальгаут и Гемма (или Альфекка , α Северной Короны).

Формирование

Протозвезда , как правило, формируется из облака молекулярного газа , преимущественно состоящего из молекул водорода . Распределение вещества в таких облаках не бывает равномерным — некоторые области всегда будут иметь несколько большую плотность, чем другие. Такие области начинают стягиваться друг к другу, и когда сжатая область молекулярного облака достигает критического размера, массы или плотности, начинается её гравитационный коллапс . По мере уплотнения коллапсирующего облака, случайные движения вещества, изначально присутствовавшие в этом облаке, меняют направление в соответствии с чистым угловым моментом формирующейся звезды, и в силу сохранения момента импульса , увеличивается угловая скорость всей туманности. Увеличение скорости приводит к тому, что вещество, оставшееся по периферии от образующейся звезды, из-за действующей на него центробежной силы распределяется в экваториальной плоскости — облако становится «сплющенным». Коллапс образующейся звезды занимает около 100 тыс. лет, после чего температура её поверхности достигает такого же значения как у звезды с главной последовательности аналогичной массы, и молодое светило становится видимым. Так образуется звезда типа Т Тельца . Аккреция газа на звезду продолжается около 10 миллионов лет , перед тем как диск исчезнет, а далее он может быть снесён солнечным ветром молодой звезды или же он может просто перестать излучать. Старейший протопланетный диск из обнаруженных имеет возраст в 25 млн лет .

Случай быстрого исчезновения

Как предполагалось ранее, образование планет из пыли протопланетного диска, то есть его исчезновение, должно проходить в течение сотен тысяч и миллионов лет. Однако в июле 2012 года астрономы из США и Австралии сообщили об исчезновении протопланетного диска, который отчётливо наблюдался вокруг звезды ещё всего лишь несколько лет назад . Свечение данного протопланетного диска было впервые зафиксировано в 1984 году , и с тех пор в течение около 20 лет было хорошо доступно для наблюдений. Но в 2009 году обнаружилось, что его яркость уменьшилась на 2/3, а к 2010 году диск стал почти неразличим. То есть диск исчез всего лишь приблизительно за три года, что является абсолютным рекордом, никогда не наблюдавшимся ранее.

Сначала в объяснение событию последовало предположение, что, диск, вероятно, не исчез, а лишь оказался заслонен каким-то другим объектом, однако впоследствии эта гипотеза не подтвердилась.

Другое возможное объяснение необычного явления состоит в предположении о частичном вытеснении материала диска на более далёкое расстояние, однако в таком случае должна была бы повыситься его светимость в последние годы, чего не наблюдалось.

Ещё одна гипотеза предполагает, что TYC 8241 2652 не имел протопланетного диска с самого начала, а наблюдавшийся с 1984 года диск — это разогретая пыль, выброшенная в космическое пространство в ходе сценария, аналогичного с мегаимпактной моделью формирования Луны . Впоследствии эта пыль могла либо рассеяться, либо осесть на поверхности звезды. Но к данному предположению тоже возникает вопрос относительно слишком быстрого времени.

Одним из объяснений может быть то, что из диска за столь короткое время сформировались планеты, и тогда, получается, что «образование планет происходит намного быстрее и эффективнее», — как считает Карл Мэлис.

Впрочем, дальнейшие, более детальные наблюдения и исследование данных по протопланетным дискам, с целью выявить, уменьшилась ли за последние годы яркость какого-либо ещё из них, вероятно, помогут решить данную проблему.

Связь с абиогенезом

Согласно одному из последних исследований методом компьютерного моделирования , составляющие непосредственную основу жизни сложные органические молекулы могли образоваться из частиц пыли в протопланетном диске Солнца ещё до формирования Земли . По данным компьютерного исследования, подобные процессы могут происходить и в других планетных системах .

См. также

• Осколочный диск
• Протозвезда
• Объект Хербига — Аро
• Планетная система
• Формирование и эволюция Солнечной системы

Ссылки

• // N+1, 30 сентября 2016.
• 

Примечания

Литература

• Williams, J. P.; Cieza, L. A. (2011). «Protoplanetary Disks and Their Evolution». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49: 67.
• Armitage, P. J. (2011). «Dynamics of Protoplanetary Disks». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49: 195—236.
• Sanford S.; Davis. A New Model for Water Vapor and Ice Abundance in a Protoplanetary Nebula (англ.) // American Astronomical Society, DPS meeting #38, #66.07 : journal. — 2006. — Vol. 38 . — P. 617 . — Bibcode : . . — «».
• Barrado y Navascues, D. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences , 1998. — Vol. 339 , no. 3 . — P. 831—839 . — Bibcode : . — arXiv : . 29 сентября 2007 года.
• Paul Kalas , J. Graham, M. Clampin. A planetary system as the origin of structure in Fomalhaut's dust belt (англ.) // Nature : journal. — 2005. — Vol. 435 , no. 7045 . — P. 1067—1070 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . — .