Остаточен диск

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Набљудување на остаточниот прстен околу Фомалхаут од вселенскиот телескоп Хабл . Внатрешниот раб на дискот можеби бил обликуван од орбитата на Формалхаут б, (долу десно).

Остаточен диск е околуѕвезден диск од прашина и отпадоци кој орбитира околу некоја ѕвезда. Понекогаш овие дискови имаат јасни прстени, како што е прикажано на сликата од Фомалхаут. Остаточни дискови можат да се најдат околу ѕвезди со зрел планетарен систем, а барем еден остаточен диск орбитира околу развиена неутронска ѕвезда.[1] Остаточен диск, исто така, може да се создаде од остатоците од судири меѓу планетезималите, познати и како астероиди и комети.[2]

До 2001 година, биле откриени повеќе од 900 ѕвезди кои може да имаат остаточен диск. Тие најчесто се откриваат со испитување на ѕвездениот систем со инфрацрвена светлина и барање на вишок на зрачење од она што го емитува ѕвездата. Овој вишок се претпоставува дека е зрачењето од ѕвездата што е апсорбирана од прашината во дискот, а потоа тој го зрачи како инфрацрвена енергија.[3]

Остаточните дискови често се опишуваат како поголеми пандани на остатоците во Сончевиот Систем. Повеќето остаточни дискови познати на науката имаат полупречник од 10 до100 астрономски единици (AЕ); и потсеќаат на Кајперовиот појас во Сончевиот Систем, иако Кајперовиот појас нема доволно висока маса од прашина за да би бил откриен дури и ако би се наоѓал околу најблиските ѕвезди. Некои остаточни дискови се составени од дел од потопла прашина која се наоѓа на растојание од 10 AЕ од матичната ѕвезда. Оваа прашина понекогаш се нарекува вонзодијачка прашина по аналогија на зодијачката прашина во Сончевиот Систем.

Историја на набљудување[уреди | уреди извор]

Снимки од ВЛТ и Хабл од дискот околу АУ Микроскопии .[4]

Во 1984 година бил откриен остаточен диск околу ѕвездата Вега со помош на ИРАС сателитот. На почетокот се мислело дека ова е протопланетарен диск, но сега се знае дека тоа е остаточен диск поради недостигот на гас во дискот и староста на ѕвездата. Првите четири остаточни дискови откриени со ИРАС се познати како „чудесната четворка“: Вега, Бета Пикторис, Фомалхаут и Епсилон Еридани . Потоа, сликите направени на дискот Бета Пикторис покажале неправилности во прашината, кои биле припишани на гравитационите растројувања од неоткриена егзопланета.[5] Ваквото објаснување било потврдено во 2008 година со откривањето на егзопланетата Бета Пикторис б .[6]

Познато е дека и другите ѕвезди околу кои кружат егзопланети имаат и остаточни дискови. Блиската ѕвезда 55 Канкри, систем за кој е познато дека содржи пет планети, се смета дека исто така има остаточен диск,[7] но тоа откритие не можело да се потврди.[8] Структурата во остаточниот диск околу Епсилон Еридани наведува дека има растројувања од планетарно тело во орбитата околу таа ѕвезда.[9]

На 24 април 2014 година, НАСА објавила дека открива остаточни дискови во архивските слики од неколку млади ѕвезди, ХД 141943 и ХД 191089, првпат забележани помеѓу 1999 и 2006 година од вселенскиот телескоп Хабл, преку користење на нови и подобрени процеси при сликање.[10]

Во 2021 година, набљудувањата на ѕвездата, VVV-WIT-08, која 200 дена била замаглена, можеби е резултат на остаточен диск што минувал помеѓу ѕвездата и набљудувачите од Земјата.[11] Пријавено е две други ѕвезди (Епсилон Ауригае и TYC 2505-672-1) дека редовно се затемнуваат и било утврдено дека феноменот е резултат на дискови кои орбитираат околу нив во различни периоди, што наведува дека VVV-WIT-08 може да е слична на нив но со многу подолг орбитален период кој штотуку бил забележан од набљудувачите на Земјата. VVV-WIT-08 е десет пати поголема од Сонцето и се наоѓа во соѕвездието Стрелец.

Потекло[уреди | уреди извор]

Остаточните дискови на младите ѕвезди ХД 141943 и ХД 191089 откриени во архивските слики на Хабл, со помош на подобрени процеси на сликање (24 април 2014 година).[10]

За време на создавањето на сонцевидна ѕвезда, телото минува низ Т Бик фазата, и за ова време е опкружена со гасовита и дисковидна маглина. Од овој материјал се формираат планетезимали, кои можат да се здружуваат со други планезимали и материјали од дискот за да на крајот се формираат планети. Маглината продолжува да орбитира околу ѕвездата од пред главната низа во период од 1 до 20 милиони години додека не се прочисти преку притисокот на зрачење и други процеси. Потоа со судири меѓу планетезималите, околу ѕвездата може да се создаде прашината од втората генерација, која што формира диск од остатоците. Во одреден момент од нивниот животен век, најмалку 45% од овие ѕвезди се опкружени со остаточен диск, кој потоа може да се открие со термичката емисија на прашина со помош на инфрацрвен телескоп. Повторените судири може да предизвикаат дискот да опстојува во долг период од животот на ѕвездата.[12]

Обично остаточните дискови содржат зрнца со големина од 1-100 μm. Преку судири овие зрнца ќе се раздробат на зрна помали од микрометар, а со притисокот на зрачење од матичната ѕвезда ќе бидат исфрлени од ѕвездениот систем. Во многу тенки дискови какви што се оние во Сончевиот Систем, поради Појнтинг-Робертсоновиот ефект наместо честичките да бидат исфрлени од системот тие може спирално да се движат навнатре. И двата процеса го ограничуваат животниот век на дискот до најмногу 10 Мегагодини. Така, за да опстои дискот, треба да има некој процес на негово постојано надополнување. Таков процес, на пример, би биле сударите меѓу поголеми тела, проследено со судири меѓу помалите останките од тие и сѐ така додека телата конечно не се сомелат до ситни зрнца.[13]

За да има судири внатре во остаточниот диск, телата мора да бидат гравитациски растроени до мера да може се создаде релативно големо забрзување при судир. Ваквите растројувања може да ги предизвикаат планетите кои ротираат околу ѕвездата, бинарната ѕвезда во ѕвездениот систем или приближувањето на друга ѕвезда.[13] Ако некоја ѕвезда има остаточен диск тоа може со голема веројатност да укаже дека околу неа кружат и егзопланети.[14] Исто така, во прашината на многу остаточни дискови се откриени структури (на пример, купчиња и подвиткувања) кои укажуваат на присуство на една или повеќе егзопланети во внатрешноста на дискот.[6]

Познати појаси[уреди | уреди извор]

Околу многу ѕвезди, а и околу Сонцето, се откриени појаси од прашина или остатоци:

Ѕвезда Ѕвездена
Класификација
[15]
Растојание

(светлосни
години
)
Орбита

(Астрономски
единици
)
Наводи
Епсилон Еридани K2V 10.5 35–75 [9]
Тау Сети G8V 11.9 35–50 [16]
Вега A0V 25 86–200 [17][18]
Формалхаут A3V 25 133–158 [17]
АУ Микроскопии M1Ve 33 50–150 [19]
HD 181327 F5.5V 51.8 89-110 [20]
HD 69830 K0V 41 <1 [21]
HD 207129 G0V 52 148–178 [22]
HD 139664 F5IV–V 57 60–109 [23]
Ета Корви F2V 59 100–150 [24]
HD 53143 K1V 60 ? [23]
Бета Пикторис A6V 63 25–550 [18]
Зета Лепорис A2Vann 70 2–8 [25]
HD 92945 K1V 72 45–175 [26]
HD 107146 G2V 88 130 [27]
Гама Офиучи A0V 95 520 [28]
HR 8799 A5V 129 75 [29]
51 Офиучи B9 131 0.5–1200 [30]
HD 12039 G3–5V 137 5 [31]
HD 98800 K5e (?) 150 1 [32]
HD 15115 F2V 150 315–550 [33]
HR 4796 A A0V 220 200 [34][35]
HD 141569 B9.5e 320 400 [35]
HD 113766 A F4V 430 0.35–5.8 [36]
HD 141943 [10]
HD 191089 [10]

Орбиталното растојание на појасот е проценетото средно растојание од ѕвездата, добиено врз основа на директно мерење од сликите или се изведува од температурата на појасот. Земјата има просечно растојание од Сонцето од 1 АЕ.

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Wang, Z.; Chakrabarty, D.; Kaplan, D. L. (2006). „A debris disk around an isolated young neutron star“. Nature. 440 (7085): 772–775. arXiv:astro-ph/0604076. Bibcode:2006Natur.440..772W. doi:10.1038/nature04669. PMID 16598251.
  2. „Spitzer Sees Dusty Aftermath of Pluto-Sized Collision“. NASA. 2005-01-10. Архивирано од изворникот на 2006-09-08. Посетено на 2007-01-03.
  3. „Debris Disk Database“. Royal Observatory Edinburgh. Архивирано од изворникот на 2008-08-10. Посетено на 2007-01-03.
  4. „Mysterious Ripples Found Racing Through Planet-forming Disc“. Посетено на 8 October 2015.
  5. Heap, S (2000). „Space Telescope Imaging Spectrograph Coronagraphic Observations of Beta Pictoris“. doi:10.1086/309188. Наводот journal бара |journal= (help)
  6. 6,0 6,1 Lagrange, A-M (2012). „The position of Beta Pictoris b position relative to the debris disk“.
  7. „University Of Arizona Scientists Are First To Discover Debris Disk Around Star Orbited By Planet“. ScienceDaily. 1998-10-03. Посетено на 2006-05-24.
  8. Schneider, G.; Becklin, E. E.; Smith, B. A.; Weinberger, A. J.; Silverstone, M.; Hines, D. C. (2001). „NICMOS Coronagraphic Observations of 55 Cancri“. The Astronomical Journal. 121 (1): 525–537. arXiv:astro-ph/0010175. Bibcode:2001AJ....121..525S. doi:10.1086/318050.
  9. 9,0 9,1 Greaves, J. S.; Holland, W. S.; Wyatt, M. C.; Dent, W. R. F.; Robson, E. I.; Coulson, I. M.; Jenness, T.; Moriarty-Schieven, G. H.; Davis, G. R. (2005). „Structure in the Epsilon Eridani Debris Disk“. The Astrophysical Journal. 619 (2): L187–L190. Bibcode:2005ApJ...619L.187G. doi:10.1086/428348.
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 Harrington, J.D.; Villard, Ray (24 April 2014). „RELEASE 14-114 Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in NASA's Hubble Archive“. NASA. Архивирано од изворникот на 2014-04-25. Посетено на 2014-04-25.
  11. Carpineti, Alfredo, Giant Star Obscured By Mysterious "Dark, Large, Elongated" Object Spotted By Astronomers, IFL Science, June 11, 2021
  12. Thomas, Paul J. (2006). Comets and the origin and evolution of life. Advances in astrobiology and biogeophysics (изд. 2nd.). Springer. стр. 104. ISBN 3-540-33086-0.
  13. 13,0 13,1 Kenyon, Scott; Bromley, Benjamin (2007). „Stellar Flybys & Planetary Debris Disks“. Smithsonian Astrophysical Observatory. Посетено на 2007-07-23.
  14. Raymond, Sean N.; Armitage, P. J.; и др. (2011). „Debris disks as signposts of terrestrial planet formation“. Astronomy & Astrophysics. 530: A62. arXiv:1104.0007. Bibcode:2011A&A...530A..62R. doi:10.1051/0004-6361/201116456.
  15. „SIMBAD: Query by identifiers“. Centre de Données astronomiques de Strasbourg. Посетено на 2007-07-17.
  16. Greaves, J. S.; Wyatt, M. C.; Holland, W. S.; Dent, W. R. F. (2004). „The debris disc around tau Ceti: a massive analogue to the Kuiper Belt“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 351 (3): L54–L58. Bibcode:2004MNRAS.351L..54G. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.07957.x.
  17. 17,0 17,1 Joint Astronomy Centre. "Astronomers discover possible new Solar Systems in formation around the nearby stars Vega and Fomalhaut". Соопштение за печат.
  18. 18,0 18,1 Backman, D. E. (1996). „Dust in beta PIC / VEGA Main Sequence Systems“. Bulletin of the American Astronomical Society. 28: 1056. Bibcode:1996DPS....28.0122B.
  19. Sanders, Robert (2007-01-08). „Dust around nearby star like powder snow“. UC Berkeley News. Посетено на 2007-01-11.
  20. Lebreton, J.; Augereau, J.-C.; Thi, W.-F.; Roberge, A.; и др. (2012). „An icy Kuiper belt around the young solar-type star HD 181327“. Astronomy & Astrophysics. 539 (1): A17. arXiv:1112.3398. Bibcode:2012A&A...539A..17L. doi:10.1051/0004-6361/201117714.
  21. Lisse, C. M.; Beichman, C. A.; Bryden, G.; Wyatt, M. C. (2007). „On the Nature of the Dust in the Debris Disk around HD 69830“. The Astrophysical Journal. 658 (1): 584–592. arXiv:astro-ph/0611452. Bibcode:2007ApJ...658..584L. doi:10.1086/511001.
  22. Krist, John E.; Stapelfeldt, Karl R.; и др. (October 2010). „HST and Spitzer Observations of the HD 207129 Debris Ring“. The Astronomical Journal. 140 (4): 1051–1061. arXiv:1008.2793. Bibcode:2010AJ....140.1051K. doi:10.1088/0004-6256/140/4/1051.
  23. 23,0 23,1 Kalas, Paul; Graham, James R.; Clampin, Mark C.; Fitzgerald, Michael P. (2006). „First Scattered Light Images of Debris Disks around HD 53143 and HD 139664“. The Astrophysical Journal. 637 (1): L57–L60. arXiv:astro-ph/0601488. Bibcode:2006ApJ...637L..57K. doi:10.1086/500305.
  24. Wyatt, M. C.; Greaves, J. S.; Dent, W. R. F.; Coulson, I. M. (2005). „Submillimeter Images of a Dusty Kuiper Belt around Corvi“. The Astrophysical Journal. 620 (1): 492–500. arXiv:astro-ph/0411061. Bibcode:2005ApJ...620..492W. doi:10.1086/426929.
  25. Moerchen, M. M.; Telesco, C. M.; Packham, C.; Kehoe, T. J. J. (2006). „Mid-infrared resolution of a 3 AU-radius debris disk around Zeta Leporis“. Astrophysical Journal Letters. 655 (2): L109. arXiv:astro-ph/0612550. Bibcode:2007ApJ...655L.109M. doi:10.1086/511955.
  26. Golimowski, D.; и др. (2007). „Observations and Models of the Debris Disk around K Dwarf HD 92945“ (PDF). University of California, Berkeley Astronomy Department. Посетено на 2007-07-17.
  27. Williams; Jonathan P.; и др. (2004). „Detection of cool dust around the G2V star HD 107146“. Astrophysical Journal. 604 (1): 414–419. arXiv:astro-ph/0311583. Bibcode:2004ApJ...604..414W. doi:10.1086/381721.
  28. SU, K.Y.L.; и др. (2008). „The exceptionally large debris disk around γ Ophiuchi“. Astrophysical Journal. 679 (2): L125–L129. arXiv:0804.2924. Bibcode:2008ApJ...679L.125S. doi:10.1086/589508.
  29. Marois, Christian; MacIntosh, B.; и др. (November 2008). „Direct Imaging of Multiple Planets Orbiting the Star HR 8799“. Science. 322 (5906): 1348–52. arXiv:0811.2606. Bibcode:2008Sci...322.1348M. doi:10.1126/science.1166585. PMID 19008415. (Preprint at exoplanet.eu Архивирано на {{{2}}}.)
  30. Stark, C.; и др. (2009). „51 Ophiuchus: A Possible Beta Pictoris Analog Measured with the Keck Interferometer Nuller“. Astrophysical Journal. 703 (2): 1188–1197. arXiv:0909.1821. Bibcode:2009ApJ...703.1188S. doi:10.1088/0004-637X/703/2/1188.
  31. Hines; Dean C.; и др. (2006). „The Formation and Evolution of Planetary Systems (FEPS): Discovery of an Unusual Debris System Associated with HD 12039“. The Astrophysical Journal. 638 (2): 1070–1079. arXiv:astro-ph/0510294. Bibcode:2006ApJ...638.1070H. doi:10.1086/498929.
  32. Furlan, Elise; Sargent; Calvet; Forrest; D'Alessio; Hartmann; Watson; Green; и др. (2007-05-02). „HD 98800: A 10-Myr-Old Transition Disk“. The Astrophysical Journal. 664 (2): 1176–1184. arXiv:0705.0380. Bibcode:2007ApJ...664.1176F. doi:10.1086/519301.
  33. Kalas, Paul; Fitzgerald, Michael P.; Graham, James R. (2007). „Discovery of Extreme Asymmetry in the Debris Disk Surrounding HD 15115“. The Astrophysical Journal. 661 (1): L85–L88. arXiv:0704.0645. Bibcode:2007ApJ...661L..85K. doi:10.1086/518652.
  34. Koerner, D. W.; Ressler, M. E.; Werner, M. W.; Backman, D. E. (1998). „Mid-Infrared Imaging of a Circumstellar Disk around HR 4796: Mapping the Debris of Planetary Formation“. Astrophysical Journal Letters. 503 (1): L83. arXiv:astro-ph/9806268. Bibcode:1998ApJ...503L..83K. doi:10.1086/311525.
  35. 35,0 35,1 Villard, Ray; Weinberger, Alycia; Smith, Brad (1999-01-08). „Hubble Views of Dust Disks and Rings Surrounding Young Stars Yield Clues“. HubbleSite. Посетено на 2007-06-17.
  36. Meyer, M. R.; Backman, D. (2002-01-08). „Belt of Material Around Star May Be First Step in Terrestrial Planet Formation“. University of Arizona, NASA. Архивирано од изворникот на 2011-06-07. Посетено на 2007-07-17.