Úvodní strana  >  Články  >  Exoplanety  >  Jak se mohou zrníčka prachu přeměnit v zárodky nových planet

Jak se mohou zrníčka prachu přeměnit v zárodky nových planet

Počítačová kresba znázorňuje dva protoplanetární disky. Tyto disky tvořené plynem a prachem obsahují planetesimály – zárodky nových planet. RIKEN astrofyzikové vyvinuli model, který vysvětluje, jak se prach vyhýbá pádu směrem na hvězdu dostatečně dlouho a shlukuje se za vytvoření planetesimál kilometrových rozměrů.
Autor: Mark Garlick/Science Photo Library

Planety se rodí z vířících disků prachu a plynů, které obklopují mladou hvězdu, avšak není jasné, jak prachová zrníčka mohou růst do větších objektů dříve, než po spirále spadnou na hvězdu. Klíčovým krokem v informacích o nových planetách by mohly být nové teoretické modely protoplanetárních disků, vyvinuté astrofyziky z centra RIKEN a jejich dvěma spolupracovníky, které vysvětlují, jak prach v disku překonává tendenci driftovat směrem na hvězdu. 

V klasické teorii vzniku planet nepatrné prachové částice navzájem kolidují a slepují se dohromady, přičemž se shlukují do zrníček centimetrových rozměrů. Tato zrníčka pozvolna vytvářejí řádově kilometrové planetesimály, což je první hlavní krok k vytvoření nové planety.

Na prachová zrníčka v plynném protoplanetárním disku však působí gravitace hvězdy. Ta je zpomaluje, zrníčka tak klesají dolů a padají na hvězdu. Jak se při tom zrníčka prachu zvětšují, jejich rychlost pádu se zvyšuje.

Dřívější studie naznačovaly, že tento efekt by měl zabránit zrníčkům, aby z nich vznikaly objekty větší než metr, což představuje hlavní hádanku pro astronomy. „K vysvětlení vzniku planetesimál byly navrženy rozmanité mechanismy, avšak stále ještě jsou tématem diskusí,“ říká Ryosuke Tominaga z RIKEN Star and Planet Formation Laboratory.

Ryosuke Tominaga se svými dvěma spolupracovníky navrhnul model, který předpokládá možné řešení tohoto problému. Podle nich se malé odchylky v rozložení prachu v protoplanetárním disku rychle zesilují a vznikají tak oblasti s vysokou a naopak nízkou hustotou prachu.

V oblastech s poněkud vyšší hustotou se prach sráží mnohem účinněji a vytváří větší shluky, které driftují směrem ke hvězdě mnohem rychleji. Když se tyto shluky potkají s malými prachovými částicemi, vytvářejí regiony vyšší hustoty prachu, čímž se urychluje růst zrníček. Mezitím oblasti, z nichž tyto velké shluky zmizely, skončí s relativně nízkou hustotou.

Astronomové zjistili, že tato pozitivní vazba vytváří četné oblasti vysoké a nízké hustoty prachu v protoplanetárním disku. Tyto pásy mohou značně navýšit svou hmotu v období zhruba 10 000 roků, což je pozoruhodně krátké období pro takovéto astronomické procesy. Takové oblasti vysoké hustoty jsou ideálními místy pro další hromadění hmoty, dovolující planetesimálám jejich růst ještě předtím, než jsou zrníčka prachu přitažena na hvězdu.

Na rozdíl od předcházejících teorií tento spojovací mechanismus funguje dokonce i tehdy, když je v protoplanetárním disku mnohem více plynu než prachu,“ dodává Ryosuke Tominaga.

Astronomové nyní pracují na mnohem detailnějších modelech, které zahrnují vznik a vývoj samotných protoplanetárních disků společně s možným vznikem planetesimál.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Protoplanetární disk, Planetesimály, Vznik exoplanet


21. vesmírný týden 2024

21. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 20. 5. do 26. 5. 2024. Měsíc ve fázi kolem úplňku silně září na noční obloze a vlastně tím začíná období světlejších nocí, protože se blíží slunovrat. Planety večer vidět nejsou a na ranní obloze je pouze velmi nízko Saturn a snaží se vylézt i Mars. V koronografu SOHO budou v konjunkci Jupiter a Venuše. Aktivita Slunce je pořád docela velká, i když ve světle uplynulého týdne výrazně nižší. Pozorovatelé deep-sky objektů a komet jistě znají online web CzSkY.cz, který doznal dalšího vylepšení. New Shepard je zpět ve službě. Starliner na svůj let s posádkou stále čeká. Falcon 9 zaznamenal již 21. znovupoužití prvního stupně.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

V zajetí barev

Titul Česká astrofotografie měsíce za duben 2024 obdržel snímek „V zajetí barev“, jehož autorem je Pavel Váňa   Kdo by neměl rád jaro, kdy po studených zamračených  dnech, skrovně prosvětlených hřejivými slunečními paprsky se příroda začíná probouzet. Zelenající se stromy jsou

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Galaxie Veľryba a Hokejka NGC 4631 + NGC 4656

Galaxie Veľryba a Hokejka NGC 4631 (tiež známa ako Galaxia Veľryba alebo Caldwell 32) je špirálovitá galaxia s priečkou v súhvezdí Poľovné psy vzdialená od Zeme asi 30 miliónov svetelných rokov. Mierne zdeformovaný klinovitý tvar tejto galaxie jej dáva vzhľad sleďa alebo veľryby, preto má takú prezývku. Pretože táto blízka galaxia je videná zboku zo Zeme, profesionálni astronómovia pozorujú túto galaxiu, aby lepšie pochopili plyn a hviezdy nachádzajúce sa mimo roviny galaxie. NGC 4631 obsahuje centrálné vzplanutie hviezd, čo je oblasť intenzívnej tvorby hviezd. Silná tvorba hviezd je zrejmá z emisie ionizovaného vodíka a medzihviezdneho prachu zohrievaného hviezdami vytvorenými pri výbuchu hviezd. Najhmotnejšie hviezdy, ktoré vznikajú v oblastiach tvorby hviezd, spaľujú plynný vodík fúziou iba na krátky čas, po ktorom explodujú ako supernovy. V strede NGC 4631 explodovalo toľko supernov, že vyfukujú plyn z roviny galaxie. Tento supervietor je možné vidieť v röntgenových lúčoch a pri emisii spektrálnych čiar. Plyn z tohto supervetra vytvoril obrovskú difúznu korónu horúceho plynu emitujúceho röntgenové žiarenie okolo celej galaxie. NGC 4631 má blízku sprievodnú trpasličiu eliptickú galaxiu NGC 4627. NGC 4627 a NGC 4631 boli spolu uvedené v Atlase zvláštnych galaxií ako príklad „dvojitej galaxie“ alebo páru galaxií. NGC 4631 a NGC 4627 sú súčasťou skupiny NGC 4631, skupiny galaxií, ktorá zahŕňa aj interagujúce galaxie NGC 4656 a NGC 4657. Presná identifikácia skupín je však problematická, pretože táto galaxia a ďalšie ležia v časti oblohy, ktorá je pomerne preplnená. Odhady počtu galaxií v tejto skupine sa pohybujú od 5 do 27 a všetky štúdie identifikujú veľmi odlišné členské galaxie pre túto skupinu. NGC 4656/57 je veľmi zdeformovaná špirálovitá galaxia s priečkou nachádzajúca sa v lokálnom vesmíre vzdialenom 30 miliónov svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Poľovné psy. Táto galaxia sa niekedy nazýva galaxia Hokejky alebo Galaxia Páčidlo. Predpokladá sa, že jeho neobvyklý tvar je spôsobený interakciou medzi NGC 4656, NGC 4631 a NGC 4627. Galaxia je členom skupiny NGC 4631. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, myFP2Pro focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Siril, Adobe photoshop 164x180 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 62x360 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, master bias, 210 flats, master darks, master darkflats 27.4. až 16.5.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »