Протаплянэтны дыск

Протаплянэ́тны дыск або праплід — калязорны дыск шчыльнага газу, які круціцца вакол маладой, нядаўна сфармаванай зоркі, пратазоркі, зоркі тыпу T Цяльца або зоркі Гербіга (Ae/Be), зь якога пасьля ўтвараюцца плянэты. Протаплянэтны дыск таксама можа лічыцца акрэцыйным дыскам, паколькі газападобны матэрыял зь ягонага ўнутранага радыюсу можа падаць на паверхню зоркі.

Протаплянэтны дыск вакол зоркі RX J1615 у сузор’і Скарпіёна (за 600 сьветлавых гадоў ад Зямлі).

Канцэнтрычныя колцы вакол маладой зоркі HD 141569A (за 370 сьветлавых гадоў).

Мастацкая мадэль фармаваньня дыску вакол маладой зоркі HL Цяльца.

Тэарэтычная мадэль протаплянэтнага дыску на даўжынях хваляў 3 мм (зьлева) і 160 мікронаў (справа)

Протаплянэтныя дыскі былі выяўлены вакол некалькіх маладых зорак нашай Галяктыкі. Першым зь іх быў адкрыты дыск вакол зоркі β Жывапісца ў 1984 г. Неўзабаве назіраньні арбітальнага тэлескопу «Габл» выявілі плянэтныя сыстэмы, што фармуюцца ў туманнасьці Арыёна. Астраномы адкрылі велізарныя дыскі з газапылавой матэрыі, падобныя на протаплянэтныя, вакол зорак Вэга, Фамальгаўт і Гема (або Альфека, α Паўночнай Кароны).

Фармаваньне

Пратазорка зазвычай фармуецца з воблака малекулярнага газу, якое пераважна складаецца з малекул вадароду. Разьмеркаваньне рэчыва ў такіх аблоках не бывае раўнамерным — некаторыя вобласьці заўсёды будуць мець троху большую шчыльнасьць за іншыя. Такія вобласьці пачынаюць сьцягвацца адна да адной, і калі сьціснутая вобласьць малекулярнага воблака дасягае крытычнага памеру, масы або шчыльнасьці, пачынаецца яе гравітацыйны каляпс. Па меры ўшчыльненьня воблака выпадковыя рухі рэчыва, першапачаткова прысутнага ў гэтым воблаку, мяняюць кірунак у адпаведнасьці з чыстым кутавым момантам фармаванай зоркі, і ў сілу захаваньня моманту імпульсу павялічваецца кутавая хуткасьць усёй туманнасьці. Павелічэньне хуткасьці прыводзіць да таго, што рэчыва, якое засталося па пэрыфэрыі ад стваранай зоркі, з-за ўплыву на яго цэнтрабежнай сілы разьмяркоўваецца ў экватарыяльнай роўніцы — воблака становіцца «сплясканым». Каляпс утваранай зоркі займае каля 100 тыс. гадоў, пасьля чаго тэмпература ейнай паверхні дасягае такога ж значэньня, як у зоркі з галоўнай пасьлядоўнасьці аналягічнай масы, і маладое сьвяціла становіцца бачным. Такім чынам утвараецца зорка тыпу Т Цяльца. Акрэцыя газу на зорку працягваецца каля 10 мільёнаў гадоў перад тым, як дыск зьнікне, а далей ён можа быць зьнесены сонечным ветрам маладой зоркі ці проста перастаць выпраменьваць. Найстарэйшы протаплянэтны дыск з выяўленых мае ўзрост у 25 млн гадоў.

Выпадкі хуткага зьнікненьня

Як меркавалася раней, утварэньне плянэт з пылу протаплянэтнага дыска, г. зн. ягонае зьнікненьне, павінна праходзіць на працягу сотняў тысяч і мільёнаў гадоў. Аднак у ліпені 2012 году астраномы з ЗША і Аўстраліі паведамілі аб зьнікненьні протаплянэтнага дыску, які выразна назіраўся вакол зоркі TYC 8241 2652 яшчэ ўсяго колькі гадоў таму. Сьвячэньне дадзенага протаплянэтнага дыску было ўпершыню зафіксаванае ў 1984 годзе, і з тых часоў на працягу каля 20 гадоў было добра даступна для назіраньняў. Але ў 2009 годзе выявілася, што ягоная яркасьць паменшылася на ​²⁄₃, а да 2010 году дыск стаў амаль нябачным. Гэта значыць, дыск зьнік усяго толькі прыблізна за тры гады, што зьяўляецца абсалютным рэкордам і ніколі не назіралася раней.

Спачатку ў тлумачэньне падзеі рушыла здагадка, што, дыск, імаверна, ня зьнік, а толькі апынуўся схаваны нейкім іншым аб’ектам, аднак пасьля гэтая гіпотэза не пацьвердзілася.

Іншае магчымае тлумачэньне незвычайнай зьявы складаецца ў меркаваньні пра частковае выцясненьне матэрыялу дыску фотавыпаральным ветрам на больш далёкую адлегласьць, аднак у такім выпадку павінна была б падвысіцца ягоная сьвяцільнасьць у апошнія гады, чаго не назіралася.

Яшчэ адна гіпотэза мяркуе, што TYC 8241 2652 ня меў протаплянэтнага дыску з самага пачатку, а дыск, які назіраўся з 1984 году, — гэта разагрэты пыл, выкінуты ў касьмічную прастору ў ходзе сцэнару, аналягічнага з мэгаімпактнай мадэльлю фармаваньня Месяца. Пасьля гэты пыл мог альбо рассеяцца, альбо асесьці на паверхні зоркі. Але да дадзенай здагадкі таксама паўстае пытаньне адносна занадта хуткага часу.

Адным з тлумачэньняў можа быць тое, што з дыску за гэткі кароткі час сфармаваліся плянэты, і тады атрымліваецца, што ўтварэньне плянэт адбываецца нашмат хутчэй і больш эфэктыўна, — як лічыць Карл Мэліс.

Зрэшты, далейшыя, больш дэталёвыя назіраньні і даследаваньне зьвестак па протаплянэтных дысках з мэтай выявіць, ці зьменшылася за апошнія гады яркасьць якога-небудзь яшчэ зь іх, імаверна, дапамогуць вырашыць дадзеную праблему.

Сувязь з абіягенэзам

Паводле аднаго з апошніх дасьледаваньняў мэтадам кампутарнага мадэляваньня, складаныя арганічныя малекулы, якія складаюць непасрэдную аснову жыцьця, маглі ўтварыцца з часьцінак пылу ў протаплянэтным дыску Сонца яшчэ да фармаваньня Зямлі. Паводле зьвестак кампутарнага дасьледаваньня падобныя працэсы могуць адбывацца і ў іншых плянэтных сыстэмах.

Глядзіце таксама

• Пратазорка
• Аб’ект Гербіга — Аро
• Плянэтная сыстэма
• Фармаваньне і эвалюцыя Сонечнай сыстэмы

Літаратура

• 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.

Вонкавыя спасылкі

Протаплянэтны дыск — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў