Астрономія
Астрономія

Планети-гіганти руйнують спіральну структуру протопланетного диска

Астрономи побудували тривимірну симуляцію, яка показала, що міграція планет-гігантів сильно пригнічує спіральну структуру протопланетного диска, тоді як при відсутності таких об’єктів спіральні рукава добре помітні. Відповідна стаття надрукована у журналі The Astrophysical Journal.

University of Warwick

University of Warwick

Якими бувають протопланетні диски?

Диски газу та пилу, що обертаються навколо протозірок, слугують середовищами для формування планет. За останні роки спостереження таких дисків виявили велику кількість підструктур у вигляді кілець і розривів, що асоціюються з наявністю планет у них. Кілька дисків з такими деталями є дуже молодими, віком до 1 мільйона років. Вважається, що молоді диски масивні і потенційно можуть бути гравітаційно нестійким. Очікується, що такі диски містять спіральні рукава. Дійсно, астрономи фіксували диски з такою структурою всередині, хоча вони досить рідкісні. Дослідники не знають точно, чому це так — через те, що молоді диски менш масивні, ніж вважається, чи через те, що такі структури можуть руйнуватися іншими процесами.

Що з’ясували астрономи?

Дослідники створили тривимірне моделювання для дослідження впливу міграції планет-гігантів на структуру гравітаційно нестійкого протопланетного диска. Виявилося, що присутність такої планети значно пригнічує спіральну структуру і призводить до того, що диск стає гравітаційно стабільним. Ця взаємодія між планетою і диском скорочує фазу самогравітації диска, при цьому зберігаючи його масу. Планета здатна створити розрив у диску, який стає симетричним по відношенню до своєї вісі.

Таким чином, пояснити відсутність спіральної структури в дисках з великою масою можна наявністю планети-гіганта, і для цього не потрібно визначати точну масу газу в диску. До того ж, наявність планети можна визначити, вивчаючи кінематику диска з високою роздільною здатністю.