Сочетание теоретических моделей и эмпирических данных обеспечивает новую перспективу для понимания сложных взаимодействий между молодыми звездами и их средой. Кредит: Университет Барселоны
Исследование, проведенное Паоло Падоном, профессором исследований ICREA в Институте наук о космосе Университета Барселоны (ICCUB), бросает вызов пониманию планетарного диска вокруг молодых звезд.
В статье, опубликованной в природе астрономии, показывается, что окружающая среда играет решающую роль в определении размера и срока жизни этих планетарных дисков, которые являются местами формирования планеты.
Когда образуется звезда, она окружена вращающимся диском газа и пыли. Со временем этот материал в конечном итоге образует планеты. Традиционно ученые полагали, что, как только диск формирует, он просто теряет слишком много с течением времени, поскольку питает звезду и растущие планеты.
Тем не менее, исследование профессора Падоана представляет новую перспективу, которая показывает, что молодые звезды на самом деле слишком много получают от окружающей среды благодаря процессу, известному как аккреция Бонди-Хойл. Этот процесс помогает повторно акквернуть диск, делая его больше и прочным, чем предполагалось ранее.
«Звезды рождаются в группах или кластерах в больших газовых облаках и могут оставаться в этой среде в течение нескольких миллионов лет после их рождения», — говорит Падоан, первый автор исследования и в настоящее время в отпуске в Дартмутском колледже (Соединенные Штаты).
«После формирования звезды его гравитация может запечатлеть больше материала из родительского газового облака, что недостаточно, чтобы значительно изменить массу звезды, но достаточно для реструктуризации своего диска.
«Чтобы понять, какая масса может привлечь звезду с помощью этой аккреции Бонди-хойла, а также вращения и размер диска, вызванного новым материалом, некоторые фундаментальные свойства хаотического движения межзвездного газа, известного как турбулентность, должны быть смоделированы и поняты».
Исследование демонстрирует, что аккреция Бонди-хойла может обеспечить не только массу, но и угловой импульс, необходимый для объяснения наблюдаемых размеров протопланетных дисков. Это пересмотренное понимание формирования и эволюции диска разрешает давние расхождения наблюдений и заставляет существенные пересмотра в современных моделях диска и планеты.
Команда профессора Падоана использовала передовые компьютерные симуляции и аналитическое моделирование, чтобы объяснить размер протопланетарных дисков, измеренных Alma, самым мощным радиотелескопом в мире. Сочетание теоретических моделей и эмпирических данных обеспечило прочную основу для понимания сложных взаимодействий между молодыми звездами и их средой.
«Сравнение наблюдаемых данных из моделирования с реальными наблюдениями имеет решающее значение для проверки моделирования»,-говорит исследователь ICUCB и член команды Veli-Matti Pelkonen.
«Тем не менее, моделирование позволяет нам выйти за рамки наблюдаемых до основополагающей плотности, скорости и структур магнитного поля и следовать за ними во времени. В этом исследовании, используя данные моделирования, мы смогли показать, что аккреция Бонди-Хойла играет важную роль в формировании звезд в поздней стадии, увеличивая жизнь и массовое резервур протопланетарного диска».
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
«С увеличением вычислительной мощности суперкомпьютеров мы сможем моделировать еще более сложные физические процессы в моделировании, еще больше увеличивая точность моделирования», — продолжает Пелконен.
«В сочетании с новыми и мощными телескопами (такими как космический телескоп Джеймса Уэбба и Алма, выполняющие беспрецедентные наблюдения за вновь сформированными звездами), эти достижения будут продолжать увеличивать наше понимание звездного образования».
Последствия этого исследования выходят за рамки формирования звезд и планет. Понимание роли окружающей среды в формировании диска также может пролить свет на условия, необходимые для формирования обитаемых планет. Это может иметь глубокие последствия для поиска жизни за пределами нашей солнечной системы.
Информация от: Университетом Барселоны
