|
Пролеты звезд оставляют неизгладимый след во вновь формирующихся планетных системах
|
|
|
|
Что общего у UX Tauri, RW Aurigae, AS 205, Z CMajoris и FU Orionis? Это молодые звездные системы с дисками, в которых могут образовываться планеты. Похоже, что эти диски были нарушены пролетами звезд или другими близкими столкновениями в недавнем прошлом. Астрономы хотят знать: нарушили ли эти события формирование планет в дисках? Что они делают? Это происходит в других системах? И пережила ли наша Солнечная система такую встречу в молодости? Некоторые ответы кроются в исследовании, проведенном астрономом Николасом Куэльо из Университета Гренобль-Альп, который возглавляет группу, изучающую роль пролета звезд. В недавней статье они обсуждают процессы, которым подвергаются эти системы. Они изучили шансы того, что любой данный диск подвергнется пролету / столкновению, и классифицировали типы столкновений. Команда также изучила набор дисков, чтобы понять, что происходит во время каждого типа столкновения, и рассмотрела последствия пролета для формирования планет в других системах. Наконец, они рассмотрели возможные подсказки к пролету, который могла испытать наша собственная Солнечная система.
|
|
|
|
Все начинается, когда рождение звезды происходит в облаках газа и пыли. Этот процесс создает группы горячих молодых звезд, сгруппированных вместе. Со временем некоторые из этих кластеров рассеиваются. Когда звезды покидают гнездо, они могут проходить близко к другим системам, вызывая нарушения в дисках, формирующих планеты. Куэлло и его команда пришли к выводу, что близкое столкновение может расшевелить или даже разрушить эти диски в какой-то момент их эволюции. «Звездные пролеты и встречи происходят чаще, чем предполагалось ранее», — сказал Куэлло в обсуждении по электронной почте. «Вероятно, это происходит, когда звезды очень молоды (менее миллиона лет) и имеют вокруг себя диски, формирующие планеты. На эти диски сильно влияет гравитационное возмущение ближайших звезд, которое изменяет начальные условия в начале формирования планет. вот почему это необходимо учитывать в наших моделях».
|
|
|
По словам Куэлло, облеты не так уж редки. «Я бы сказал, что по крайней мере половина звезд и их дисков подвержены влиянию или формируются в результате пролета», — сказал он. «Один важный аспект, который следует подчеркнуть, заключается в том, что вероятность таких возмущений со временем уменьшается, но никогда не достигает нуля. Таким образом, даже более развитые звезды (с планетными системами вокруг) могут испытать пролет в течение своей жизни. В этом случае некоторые планеты могут оказаться на смещенных орбитах по отношению к остальной части планетной системы или даже попасть в плен к возмущающей звезде». В типичных областях звездообразования расстояния имеют значение. Большинство звезд с протопланетными дисками пролетают близко — в пределах тысячи астрономических единиц. Это примерно равно половине расстояния от Солнца до Облака Оорта в нашей Солнечной системе. Некоторые из этих встреч могут действительно повредить диск. Например, если звезда-нарушитель движется в прямом направлении по параболической орбите, пронизывающей диск, она может нанести достаточный ущерб, чтобы изменить форму диска. Иногда повреждение злоумышленником вызывает образование второго диска материала.
|
|
|
|
Именно это и происходит со звездой FU Orionis. Благодаря близкому пролёту звезды, которая врезалась в её диск, FU Orionis, кажется, становится ярче примерно в тысячу раз примерно за год. И такие сбои очевидны и в других молодых системах. Во время некоторых столкновений диск проходит так называемое «приливное усечение». Это может удалить до 80 процентов массы диска. Это имеет катастрофические последствия для формирования планет, потому что столкновение уменьшает количество материала, необходимого для образования протопланет. Такие облеты также могут создавать пылевые ловушки. Теоретически это могут быть места, где могут расти планетезимали, если будет достаточно времени. В некоторых случаях близкий пролет может разбросать планеты внутри систем или даже выбросить планету. Те, кто остался позади, могли быть перемещены на орбиты, напоминающие орбиты Плутона, — эксцентричные и не выровненные с плоскостью системы. (Чтобы было ясно, странная орбита Плутона не связана с пролетом. Более вероятно, что гравитационное влияние Нептуна и других планет-гигантов сформировало его странную орбиту.)
|
|
|
|
Испытывала ли наша Солнечная система облет звезд во время ее формирования? Это возможность, которую Куэлло и его коллеги исследуют в своей статье. Такое столкновение в нашем родовом облаке или очень близко к нему могло сформировать солнечную туманность. В конечном итоге это повлияло бы на размер диска и его массу. Трудно сказать, сколько раз это могло случаться, но примечательно то, что протосолнечная туманность, в которой родилось Солнце, осталась довольно круглой формы, и большинство планет движутся по довольно круговым, правильным орбитам. Однако Куэлло и его команда пришли к выводу, что на орбитальное расположение Солнечной системы могло повлиять распределение транснептуновых объектов (область сразу за Нептуном, где вращается Плутон). Также возможно, что одна или несколько звезд прошли и разрушили Облако Оорта. Астрономы нашли несколько кандидатов, которых они изучают, чтобы увидеть, сработает ли эта гипотеза.
|
|
|
|
Конечно, наша Солнечная система переживала и другие, более поздние встречи за свою долгую историю. Например, считается, что звезда Шольца прошла через Облако Оорта около 70 000 лет назад. В настоящее время эта двойная звезда находится на расстоянии около 22 световых лет от нас. Проход, похоже, не повлиял на орбиты какой-либо из планет, но, вероятно, оказал очень незначительное влияние на количество объектов Облака Оорта, выброшенных на долгопериодические орбиты вокруг Солнца. Тем не менее, это остается полезным примером воздействия проходящей звезды на планетную систему или протопланетный диск.
|
|
|
|
Источник
|
