Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с диска Debris )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Наблюдение космическим телескопом Хаббла кольца обломков вокруг Фомальгаута . Внутренний край диска мог быть сформирован по орбите Фомальгаута b в правом нижнем углу.

Мусора диск ( американский английский ), или обломки диск ( Commonwealth английский ), является околозвездной диск от пыли и мусора на орбите вокруг звезды . Иногда эти диски содержат выступающие кольца, как видно на изображении Фомальгаута справа. Диски обломков были обнаружены вокруг зрелых и молодых звезд, а также, по крайней мере, один диск обломков на орбите вокруг эволюционировавшей нейтронной звезды . [1] Более молодые диски обломков могут составлять фазу в формировании планетной системы после фазы протопланетного диска , когда планеты земной группы могут закончить рост. [2]Они также могут создаваться и поддерживаться как остатки столкновений планетезималей, иначе известных как астероиды и кометы. [3]

К 2001 году было обнаружено, что более 900 звезд-кандидатов обладают диском обломков. Обычно их обнаруживают, исследуя звездную систему в инфракрасном свете и ища превышение излучения, превышающего излучение звезды. Предполагается, что этот избыток является излучением звезды, которое было поглощено пылью в диске, а затем повторно излучено в виде инфракрасной энергии. [4]

Диски обломков часто называют массивными аналогами обломков в Солнечной системе . Наиболее известные диски обломков имеют радиус 10–100 астрономических единиц (а.е.); они напоминают пояс Койпера в Солнечной системе, но с гораздо большим количеством пыли. Некоторые диски обломков содержат компонент более теплой пыли, находящейся в пределах 10 а.е. от центральной звезды. Эту пыль иногда называют экзозодиакальной пылью по аналогии с зодиакальной пылью в Солнечной системе.

История наблюдений [ править ]

VLT и изображения Хаббла диска вокруг AU Microscopii . [5]

В 1984 году с помощью спутника IRAS был обнаружен диск обломков вокруг звезды Вега . Первоначально считалось, что это протопланетный диск , но теперь известно, что это диск обломков из-за недостатка газа в диске и возраста звезды. Первые четыре диска обломков, обнаруженные с помощью IRAS, известны как «сказочная четверка»: Vega , Beta Pictoris , Fomalhaut и Epsilon Eridani . Впоследствии прямые изображения диска Beta Pictoris показали неоднородности в пыли, которые были приписаны гравитационным возмущениям невидимой экзопланеты . [6]Это объяснение было подтверждено открытием в 2008 году экзопланеты Beta Pictoris b . [7]

Известно, что и другие звезды, вмещающие экзопланеты, в том числе впервые обнаруженные с помощью прямого изображения ( HR 8799 ), также содержат диски обломков. Сообщалось, что близлежащая звезда 55 Cancri , система, которая также содержит пять планет, также имеет диск обломков [8], но это обнаружение не может быть подтверждено. [9] Структуры в диске обломков вокруг Эпсилона Эридана предполагают возмущения планетарного тела на орбите вокруг этой звезды, что может быть использовано для ограничения массы и орбиты планеты. [10]

24 апреля 2014 года НАСА сообщило об обнаружении дисков обломков на архивных изображениях нескольких молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 , которые впервые были просмотрены в период с 1999 по 2006 год с помощью космического телескопа Хаббл , с использованием недавно улучшенных процессов построения изображений. [11]

Происхождение [ править ]

Обломки диски обнаружены в HST архивных изображений молодых звезд, HD 141943 и HD 191089 , с использованием усовершенствованных процессов обработки изображений (24 апреля 2014). [11]

Во время формирования звезды, похожей на Солнце, объект проходит фазу Т-Тельца, в течение которой он окружен газообразной туманностью в форме диска. Из этого материала образуются планетезимали , которые могут продолжать аккрецию других планетезималей и дискового материала, образуя планеты. Туманность продолжает вращаться вокруг звезды до главной последовательности в течение 1–20 миллионов лет.пока он не будет очищен радиационным давлением и другими процессами. Пыль второго поколения может образовываться вокруг звезды в результате столкновений планетезималей, которые образуют диск из образовавшихся обломков. В какой-то момент своей жизни по крайней мере 45% этих звезд окружены диском мусора, который затем можно обнаружить по тепловому излучению пыли с помощью инфракрасного телескопа. Повторяющиеся столкновения могут привести к тому, что диск будет существовать на протяжении большей части жизни звезды. [12]

Типичные диски мусора содержат мелкие зерна размером 1–100  мкм . Столкновения измельчат эти зерна до субмикрометровых размеров, которые будут удалены из системы под действием радиационного давления родительской звезды . В очень тонких дисках, таких как диски в Солнечной системе, эффект Пойнтинга – Робертсона может вместо этого заставить частицы двигаться по спирали внутрь. Оба процесса ограничивают срок службы диска 10  миллионами или меньше. Таким образом, чтобы диск оставался неповрежденным, необходим процесс постоянного пополнения его запасов. Это может происходить, например, посредством столкновений между более крупными телами, за которыми следует каскад, который измельчает объекты до наблюдаемых мелких зерен. [13]

Чтобы столкновения произошли в диске обломков, тела должны быть достаточно гравитационно возмущены, чтобы создать относительно большие скорости столкновения. Планетная система вокруг звезды может вызывать такие возмущения, как и двойная звезда- компаньон или близкое приближение другой звезды. [13] Наличие диска из обломков может указывать на высокую вероятность экзопланет, вращающихся вокруг звезды. [14] Кроме того, многие диски обломков также показывают структуры в пыли (например, сгустки и деформации), которые указывают на присутствие одной или нескольких экзопланет внутри диска. [7]

Известные ремни [ править ]

Пояса пыли и обломков были обнаружены вокруг многих звезд, включая Солнце, в том числе следующих:

ЗвездаСпектральный класс [15]Расстояние
( ly )		Орбита
( AU )		Ноты
Эпсилон ЭриданаK2V10,535–75[10]
Тау КитаG8V11,935–50[16]
ВегаA0V2586–200[17] [18]
ФомальгаутA3V25133–158[17]
AU MicroscopiiM1Ve3350–150[19]
HD 181327F5.5V51,889-110[20]
HD 69830K0V41 год<1[21]
HD 207129G0V52148–178[22]
HD 139664F5IV – V5760–109[23]
Эта КорвиF2V59100–150[24]
HD 53143K1V60?[23]
Beta PictorisA6V6325–550[18]
Зета ЛепорисA2Vann702–8[25]
HD 92945K1V7245–175[26]
HD 107146G2V88130[27]
Гамма ЗмееносцаA0V95520[28]
HR 8799A5V12975[29]
51 ЗмееносецB91310,5–1200[30]
HD 12039G3–5V1375[31]
HD 98800K5e (?)1501[32]
HD 15115F2V150315–550[33]
HR 4796  AA0V220200[34] [35]
HD 141569B9.5e320400[35]
HD 113766 AF4V4300,35–5,8[36]
HD 141943[11]
HD 191089[11]

Орбитальное расстояние ремня - это оценочное среднее расстояние или диапазон, основанный либо на прямом измерении с помощью изображений, либо на основе температуры ремня. Земли имеют среднее расстояние от Солнца 1 а.е..

См. Также [ править ]

  • Аккреционный диск
  • Пояс астероидов
  • Кругопланетный диск  - скопление частиц вокруг планеты, образующее луну.
  • Протопланетный диск

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ван, З .; Chakrabarty, D .; Каплан, DL (2006). «Диск обломков вокруг изолированной молодой нейтронной звезды». Природа . 440 (7085): 772–775. arXiv : astro-ph / 0604076 . Bibcode : 2006Natur.440..772W . DOI : 10,1038 / природа04669 . PMID  16598251 .
  2. ^ "Команда Спитцера говорит, что диск мусора может формировать младенческие планеты земной группы" . НАСА. 2005-12-14. Архивировано из оригинала на 2006-09-08 . Проверено 3 января 2007 .
  3. ^ "Спитцер видит пыльные последствия столкновения размером с Плутон" . НАСА. 2005-01-10. Архивировано из оригинала на 2006-09-08 . Проверено 3 января 2007 .
  4. ^ "База данных мусорного диска" . Королевская обсерватория Эдинбург. Архивировано из оригинала на 2008-08-10 . Проверено 3 января 2007 .
  5. ^ "Таинственная рябь, мчащаяся по диску, формирующему планету" . Проверено 8 октября 2015 года .
  6. ^ Куча, S (2000). "Космический телескоп, визуализирующий спектрографы, коронографические наблюдения Beta Pictoris" . DOI : 10.1086 / 309188 . Cite journal requires |journal= (help)
  7. ^ а б Лагранж, AM (2012). «Положение Beta Pictoris b по отношению к диску мусора» .
  8. ^ "Ученые Университета Аризоны первыми открыли диск с обломками вокруг звезды, вращающейся вокруг планеты" . ScienceDaily . 1998-10-03 . Проверено 24 мая 2006 .
  9. ^ Шнайдер, G .; Becklin, EE; Смит, BA; Weinberger, AJ; Сильверстоун, М .; Хайнс, округ Колумбия (2001). "Коронографические наблюдения 55 Cancri с помощью NICMOS". Астрономический журнал . 121 (1): 525–537. arXiv : astro-ph / 0010175 . Bibcode : 2001AJ .... 121..525S . DOI : 10.1086 / 318050 .
  10. ^ a b Гривз, JS; Голландия, WS; Wyatt, MC; Вмятина, WRF; Робсон, EI; Колсон, И.М.; Jenness, T .; Мориарти-Шивен, GH; Дэвис, GR; Батнер, HM; Шестерня, WK; Dominik, C .; Уокер, HJ (2005). "Структура в диске обломков Эпсилон Эридана" . Астрофизический журнал . 619 (2): L187 – L190. Bibcode : 2005ApJ ... 619L.187G . DOI : 10.1086 / 428348 .
  11. ^ а б в г Харрингтон, JD; Вильярд, Рэй (24 апреля 2014 г.). "ВЫПУСК 14-114" Астрономическая криминалистика обнаруживает планетные диски в архиве Хаббла НАСА " . НАСА . Архивировано 25 апреля 2014 года . Проверено 25 апреля 2014 .
  12. ^ Томас, Пол Дж. (2006). Кометы и происхождение и эволюция жизни . Успехи астробиологии и биогеофизики (2-е изд.). Springer. п. 104. ISBN 3-540-33086-0.
  13. ^ a b Кеньон, Скотт; Бромли, Бенджамин (2007). "Звездные пролеты и диски планетарного мусора" . Смитсоновская астрофизическая обсерватория . Проверено 23 июля 2007 .
  14. ^ Раймонд, Шон Н .; Армитаж, П.Дж.; и другие. (2011). «Диски обломков как указатели образования планет земной группы». Астрономия и астрофизика . 530 : A62. arXiv : 1104,0007 . Bibcode : 2011A & A ... 530A..62R . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201116456 .
  15. ^ «SIMBAD: запрос по идентификаторам» . Центр астрономических исследований Донна в Страсбурге . Проверено 17 июля 2007 .
  16. ^ Гривз, JS; Wyatt, MC; Голландия, WS; Дент, WRF (2004). «Диск мусора вокруг тау Кита: массивный аналог пояса Койпера» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 351 (3): L54 – L58. Bibcode : 2004MNRAS.351L..54G . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2004.07957.x .
  17. ^ a b «Астрономы открывают возможные новые солнечные системы, формирующиеся вокруг ближайших звезд Вега и Фомальгаут» (пресс-релиз). Объединенный астрономический центр. 1998-04-21. Архивировано из оригинала на 2008-12-16 . Проверено 24 апреля 2006 .
  18. ^ a b Backman, DE (1996). «Пыль в бета-версиях систем основной последовательности PIC / VEGA». Бюллетень Американского астрономического общества . 28 : 1056. Bibcode : 1996DPS .... 28.0122B .
  19. ^ Сандерс, Роберт (2007-01-08). «Пыль вокруг соседней звезды , как целине» . Новости Калифорнийского университета в Беркли . Проверено 11 января 2007 .
  20. ^ Lebreton, J .; Augereau, J.C .; Thi, W.-F .; Роберж, А .; и другие. (2012). «Ледяной пояс Койпера вокруг молодой звезды солнечного типа HD 181327». Астрономия и астрофизика . 539 (1): A17. arXiv : 1112.3398 . Bibcode : 2012A & A ... 539A..17L . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201117714 .
  21. ^ Лиссе, CM; Бейхман, Калифорния; Bryden, G .; Wyatt, MC (2007). «О природе пыли в диске обломков HD 69830». Астрофизический журнал . 658 (1): 584–592. arXiv : astro-ph / 0611452 . Bibcode : 2007ApJ ... 658..584L . DOI : 10.1086 / 511001 .
  22. ^ Крист, Джон Э .; Stapelfeldt, Karl R .; и другие. (Октябрь 2010 г.). "HST и Spitzer Наблюдения кольца обломков HD 207129". Астрономический журнал . 140 (4): 1051–1061. arXiv : 1008,2793 . Bibcode : 2010AJ .... 140.1051K . DOI : 10.1088 / 0004-6256 / 140/4/1051 .
  23. ^ a b Калас, Пол; Грэм, Джеймс Р .; Clampin, Mark C .; Фицджеральд, Майкл П. (2006). «Первые изображения в рассеянном свете дисков обломков вокруг HD 53143 и HD 139664». Астрофизический журнал . 637 (1): L57 – L60. arXiv : astro-ph / 0601488 . Bibcode : 2006ApJ ... 637L..57K . DOI : 10.1086 / 500305 .
  24. ^ Wyatt, MC; Гривз, JS; Вмятина, WRF; Колсон, И.М. (2005). «Субмиллиметровые изображения пыльного пояса Койпера вокруг Корви». Астрофизический журнал . 620 (1): 492–500. arXiv : astro-ph / 0411061 . Bibcode : 2005ApJ ... 620..492W . DOI : 10.1086 / 426929 .
  25. ^ Moerchen, MM; Телеско, СМ; Packham, C .; Кехо, TJJ (2006). «Среднее инфракрасное разрешение диска обломков радиусом 3 а.е. вокруг Зеты Лепорис». Письма в астрофизический журнал . 655 (2): L109. arXiv : astro-ph / 0612550 . Bibcode : 2007ApJ ... 655L.109M . DOI : 10.1086 / 511955 .
  26. ^ Golimowski, D .; и другие. (2007). "Наблюдения и модели диска обломков вокруг K Dwarf HD 92945" (PDF) . Калифорнийский университет, факультет астрономии Беркли . Проверено 17 июля 2007 .
  27. ^ Уильямс, Джонатан П. и др. (2004). «Обнаружение холодной пыли вокруг звезды G2V HD 107146». Астрофизический журнал . 604 (1): 414–419. arXiv : astro-ph / 0311583 . Bibcode : 2004ApJ ... 604..414W . DOI : 10.1086 / 381721 .
  28. ^ SU, KYL; и другие. (2008). «Исключительно большой диск обломков вокруг γ Змееносца». Астрофизический журнал . 679 (2): L125 – L129. arXiv : 0804.2924 . Bibcode : 2008ApJ ... 679L.125S . DOI : 10.1086 / 589508 .
  29. ^ Маруа, Кристиан; MacIntosh, B .; и другие. (Ноябрь 2008 г.). "Прямое изображение множества планет, вращающихся вокруг звезды HR 8799". Наука . 322 (5906): 1348–52. arXiv : 0811.2606 . Bibcode : 2008Sci ... 322.1348M . DOI : 10.1126 / science.1166585 . PMID 19008415 . ( Препринт на exoplanet.eu, Архивировано 17 декабря 2008 г. на Wayback Machine )
  30. ^ Старк, C .; и другие. (2009). "51 Змееносец: Возможный аналог Бета-Живописца, измеренный с помощью интерферометра Кека Нюллера". Астрофизический журнал . 703 (2): 1188–1197. arXiv : 0909.1821 . Bibcode : 2009ApJ ... 703.1188S . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 703/2/1188 .
  31. ^ Хайнс, Дин С. и др. (2006). «Формирование и эволюция планетных систем (FEPS): открытие необычной системы космического мусора, связанной с HD 12039». Астрофизический журнал . 638 (2): 1070–1079. arXiv : astro-ph / 0510294 . Bibcode : 2006ApJ ... 638.1070H . DOI : 10.1086 / 498929 .
  32. ^ Furlan, Элиза; Сарджент; Кальве; Форрест; Д'Алессио; Хартманн; Ватсон; Зеленый; и другие. (2007-05-02). «HD 98800: 10-летний переходный диск». Астрофизический журнал . 664 (2): 1176–1184. arXiv : 0705.0380 . Bibcode : 2007ApJ ... 664.1176F . DOI : 10.1086 / 519301 .
  33. ^ Калас, Пол; Фитцджеральд, Майкл П .; Грэм, Джеймс Р. (2007). «Обнаружение экстремальной асимметрии в диске мусора, окружающего HD 15115». Астрофизический журнал . 661 (1): L85 – L88. arXiv : 0704.0645 . Bibcode : 2007ApJ ... 661L..85K . DOI : 10.1086 / 518652 .
  34. ^ Koerner, DW; Ресслер, Мэн; Вернер, МВт; Бакман, Д.Е. (1998). «Средне-инфракрасное изображение околозвездного диска вокруг HR 4796: нанесение на карту обломков планетной формации». Письма в астрофизический журнал . 503 (1): L83. arXiv : astro-ph / 9806268 . Bibcode : 1998ApJ ... 503L..83K . DOI : 10.1086 / 311525 .
  35. ^ a b Вильярд, Рэй; Вайнбергер, Алисия; Смит, Брэд (1999-01-08). "Взгляды Хаббла на пылевые диски и кольца, окружающие молодые звезды, дают подсказки" . ХабблСайт . Проверено 17 июня 2007 .
  36. ^ Мейер, MR; Бакман, Д. (8 января 2002 г.). «Пояс материала вокруг звезды может быть первым шагом в формировании земной планеты» . Университет Аризоны, НАСА. Архивировано из оригинала на 2011-06-07 . Проверено 17 июля 2007 .

Внешние ссылки [ править ]

  • МакКейб, Каэр (2019-03-08). "Каталог разрешенных околозвездных дисков" . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 8 марта 2019 .