กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

จานรอบดาวฤกษ์

จานรอบดาวฤกษ์ (หรือจานสะสมมวลรอบดาวฤกษ์ ) คือจานสะสมมวลรูปทรงวงแหวน ทรงแบน หรือทรงแบนที่ประกอบด้วยก๊าซฝุ่นดาวเคราะห์น้อยดาวเคราะห์น้อยหรือเศษชิ้นส่วนจากการชน กัน โคจรอยู่ รอบ...

จานรอบดาวฤกษ์

จานรอบดาวฤกษ์HD 141943และHD 191089ภาพด้านล่างเป็นภาพประกอบของภาพจริงด้านบน[ 1 ]

จานรอบดาวฤกษ์ (หรือจานสะสมมวลรอบดาวฤกษ์ ) คือจานสะสมมวลรูปทรงวงแหวน ทรงแบน หรือทรงแบนที่ประกอบด้วยก๊าซฝุ่นดาวเคราะห์น้อยดาวเคราะห์น้อยหรือเศษชิ้นส่วนจากการชน กัน โคจรอยู่ รอบ ดาวฤกษ์ รอบ ดาวฤกษ์ที่อายุน้อยที่สุด จานเหล่านี้เป็นแหล่งสะสมสสารที่อาจก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ได้ รอบดาวฤกษ์ที่โตเต็มที่ จานเหล่านี้บ่งชี้ว่า การก่อตัว ของดาวเคราะห์ น้อย ได้เกิดขึ้นแล้ว และรอบ ดาว แคระขาว จานเหล่านี้บ่งชี้ว่าสสารของดาวเคราะห์รอดพ้นจากการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มาได้ทั้งหมด จานดังกล่าวสามารถปรากฏให้เห็นได้ในหลายรูปแบบ

ดาวรุ่ง

ดาวฤกษ์SAO 206462มีจานรอบดาวฤกษ์ที่ผิดปกติ

ตามแบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์ ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าสมมติฐานเนบิวลาดาวฤกษ์อายุน้อย ( โปรโตสตาร์ ) เกิดจากการยุบตัวของมวลสารเนื่องจากแรงโน้มถ่วงภายในเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ มวลสาร ที่ตกลงมามี โมเมนตัมเชิงมุมอยู่จำนวนหนึ่งซึ่งส่งผลให้เกิดจานโปรโตแพล เนตารีที่เป็นก๊าซ รอบดาวฤกษ์อายุน้อยที่กำลังหมุน จานโปรโตแพลเนตารีนี้เป็นจานรอบดาวฤกษ์ที่หมุนอยู่ซึ่งประกอบด้วยก๊าซและฝุ่นหนาแน่น และยังคงป้อนมวลสารให้กับดาวฤกษ์ตรงกลางอย่างต่อเนื่อง อาจมีมวลเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของมวลดาวฤกษ์ตรงกลาง โดยส่วนใหญ่เป็นก๊าซซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนระยะการสะสมมวลหลักกินเวลาหลายล้านปี โดยมีอัตราการสะสมมวลโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 −7ถึง 10 −9มวลสุริยะต่อปี (อัตราสำหรับระบบทั่วไปที่นำเสนอใน Hartmann et al. [ 2 ] )

ภาพประกอบแสดงพลวัตของโพรพิลด์

จานรอบดาวฤกษ์จะค่อยๆ เย็นตัวลงในระยะที่เรียกว่า ระยะ ดาวฤกษ์ทีเทารี (T Tauri ) ภายในจานนี้ การก่อตัวของอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กที่ประกอบด้วยหินและน้ำแข็งสามารถเกิดขึ้นได้ และอนุภาคเหล่านี้สามารถรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์น้อยได้ หากจานมีมวลมากพอ การรวมตัวอย่างรวดเร็วจะเริ่มต้นขึ้น ส่งผลให้เกิดตัวอ่อนของดาวเคราะห์ การก่อตัวของระบบดาวเคราะห์นั้นเชื่อกันว่าเป็นผลตามธรรมชาติของการก่อตัวของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์มักใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปีในการก่อตัว

รอบระบบสุริยะ

ภาพจำลองของศิลปินเกี่ยวกับแผ่นดิสก์เปลี่ยนผ่านรอบดาวฤกษ์ดวงเล็ก[ 3 ]

ระบบไบนารี

เอเค สกอร์ปิ
จานรอบระบบดาวคู่AK Scorpiiซึ่งเป็นระบบดาวอายุน้อยในกลุ่มดาวแมงป่อง ภาพจานนี้ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศALMA
เอชเค เทารี
ภาพจานรอบดาวฤกษ์รองHK Tauri B (ด้านล่าง) ที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ดาวฤกษ์หลัก HK Tauri A (ดาวตรงกลาง) ก็ถูกล้อมรอบด้วยจานเช่นกัน

การไหลเข้าของก๊าซในระบบดาวคู่ช่วยให้เกิดการก่อตัวของจานรอบดาวฤกษ์และจานรอบดาวคู่ การก่อตัวของจานดังกล่าวจะเกิดขึ้นกับระบบดาวคู่ ใดๆ ก็ตามที่ก๊าซที่ไหลเข้ามามีโมเมนตัมเชิงมุมในระดับหนึ่ง[ 4 ]สังเกตพบความก้าวหน้าทั่วไปของการก่อตัวของจานเมื่อระดับโมเมนตัมเชิงมุมเพิ่มขึ้น:

  • จานรอบดาวหลักคือจานที่โคจรรอบดาวหลัก (เช่น ดาวที่มีมวลมากกว่า) ของระบบดาวคู่[ 4 ] จานประเภทนี้จะก่อตัวขึ้นจากการสะสมมวลหากมีโมเมนตัมเชิงมุมอยู่ในก๊าซที่ตกลงมา[ 4 ]
  • จานรอบดาวรอง (Circumsecondary disk) คือจานที่โคจรรอบดาวฤกษ์รอง (เช่น ดาวที่มีมวลน้อยกว่า) ในระบบดาวคู่ จานประเภทนี้จะก่อตัวขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีโมเมนตัมเชิงมุมสูงเพียงพอในก๊าซที่ตกลงมา ปริมาณโมเมนตัมเชิงมุมที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนมวลของดาวรองต่อดาวหลัก บางครั้งเราอาจเห็นจานรอบดาวรองเคลื่อนผ่านหน้าดาวหลัก
  • จาน รอบดาวคู่คือจานที่โคจรรอบทั้งดาวหลักและดาวรอง จานดังกล่าวจะก่อตัวขึ้นในภายหลังจานรอบดาวหลักและดาวรอง โดยมีรัศมีภายในที่ใหญ่กว่ารัศมีวงโคจรของระบบดาวคู่ มาก จานรอบดาวคู่สามารถก่อตัวขึ้นได้โดยมีขีดจำกัดมวลสูงสุดประมาณ 0.005 เท่าของมวลของดวงอาทิตย์[ 5 ]ณ จุดนั้นระบบดาวคู่โดยทั่วไปจะไม่สามารถรบกวนจานได้มากพอที่จะทำให้ก๊าซถูกดูดเข้าไปในจานรอบดาวหลักและดาวรองได้อีก[ 4 ]ตัวอย่างของจานรอบดาวคู่สามารถพบได้รอบระบบดาวGG Tauri [ 6 ]
  • เมื่อพิจารณาการก่อตัวของจานรอบดาวคู่ การก่อตัวของโพรงภายในที่ล้อมรอบดาวคู่จึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โพรงนี้เป็นผลมาจากคลื่นความหนาแน่นแบบเกลียวที่ตำแหน่งเรโซแนนซ์ของลินด์แบลด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรโซแนนซ์ของลินด์แบลดด้านนอก เรโซแนนซ์ที่แน่นอนซึ่งทำให้เกิดโพรงนั้นขึ้นอยู่กับความเยื้องศูนย์ของดาวคู่ แต่ในแต่ละกรณี ขนาดของโพรงจะ เป็นสัดส่วนกับระยะห่างระหว่างดาวคู่[ 7 ]

ความแปรปรวนของการสะสมมวล

ความผันแปรระยะสั้น

ช่วงเวลาบ่งชี้ที่ควบคุมวิวัฒนาการระยะสั้นของการสะสมมวลบนดาวคู่ภายในจานรอบดาวคู่คือคาบการโคจรของดาวคู่การสะสมมวลเข้าไปในโพรงด้านในไม่คงที่ และแปรผันไปตามพฤติกรรมของก๊าซตามบริเวณด้านในสุดของโพรง สำหรับดาวคู่ที่ไม่เป็นวงรี การแปรผันของการสะสมมวลจะสอดคล้องกับคาบการโคจรแบบเคปเลอร์ของก๊าซด้านใน ซึ่งพัฒนาเป็นก้อนที่สอดคล้องกับการสั่นพ้องของลินด์แบลดด้านนอก คาบนี้มีค่าประมาณห้าเท่าของคาบการโคจรของดาวคู่ สำหรับดาวคู่ที่เป็นวงรี คาบของการแปรผันของการสะสมมวลจะเท่ากับคาบการโคจรของดาวคู่ เนื่องจากแต่ละองค์ประกอบของดาวคู่จะตักสสารจากจานรอบดาวคู่ทุกครั้งที่ถึงจุดไกลสุดของวงโคจร[ 7 ]

ความผันแปรในระยะยาว

ระบบดาวคู่ที่มีวงโคจรผิดปกติยังพบความแปรปรวนของการสะสมมวลในช่วงเวลาที่ยาวนานหลายร้อยเท่าของคาบเวลาของระบบดาวคู่ ซึ่งสอดคล้องกับ อัตรา การเคลื่อนที่ของขอบด้านในของโพรง ซึ่งพัฒนาความเยื้องศูนย์ของตัวเองพร้อมกับบริเวณสำคัญของจานรอบดาวคู่ด้านในจนถึง[ 7 ] ความเยื้องศูนย์นี้อาจส่งผลต่อการสะสมมวลของโพรงด้านใน เช่นเดียวกับพลวัตที่อยู่ไกลออกไปในจาน เช่นการก่อตัวและการเคลื่อนที่ ของดาวเคราะห์รอบดาวคู่

วิวัฒนาการของวงโคจร

เดิมทีเชื่อกันว่าระบบดาวคู่ทั้งหมดที่อยู่ในจานรอบดาวคู่จะวิวัฒนาการไปสู่การเสื่อมถอยของวงโคจรเนื่องจากแรงบิดโน้มถ่วงของจานรอบดาวคู่ โดยส่วนใหญ่มาจากวัสดุที่ขอบด้านในสุดของโพรงที่ถูกตัดออก การเสื่อมถอยนี้ไม่รับประกันอีกต่อไปเมื่อมีการสะสมมวลจากจานรอบดาวคู่เข้าสู่ระบบดาวคู่ และอาจนำไปสู่การเพิ่มระยะห่างระหว่างดาวคู่ด้วยซ้ำ พลวัตของการวิวัฒนาการของวงโคจรขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของระบบดาวคู่ เช่น อัตราส่วนมวลและความเยื้องศูนย์กลางรวมถึงอุณหพลศาสตร์ของก๊าซที่สะสมมวล[ 7 ]

ดิสก์ที่วางไม่ตรงแนว

เมื่อจานรอบดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้น คลื่นความหนาแน่นแบบเกลียวจะถูกสร้างขึ้นภายในวัสดุรอบดาวฤกษ์ผ่านแรงบิดที่แตกต่างกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของระบบดาวคู่[ 4 ]จานเหล่านี้ส่วนใหญ่ก่อตัวสมมาตรตามแกนกับระนาบของระบบดาวคู่ แต่เป็นไปได้ที่กระบวนการต่างๆ เช่น ผลกระทบของ Bardeen-Petterson [ 8 ]สนามแม่เหล็กไดโพลที่ไม่ตรงแนว[ 9 ]และแรงดันรังสี[ 10 ]จะทำให้จานที่แบนราบในตอนแรกเกิดการบิดเบี้ยวหรือเอียงอย่างมีนัยสำคัญ

หลักฐานที่ชัดเจนของจานเอียงพบได้ในระบบ Her X-1, SMC X-1 และ SS 433 (และอื่นๆ) ซึ่งมีการปิดกั้นเส้นทางการมองเห็นของ การปล่อย รังสีเอ็กซ์ เป็นระยะๆ ในระยะเวลา ประมาณ 50–200 วัน ซึ่งช้ากว่าวงโคจรของระบบไบนารีที่ประมาณ 1 วันมาก[ 11 ]เชื่อกันว่าการปิดกั้นเป็นระยะๆ นี้เป็นผลมาจากการหมุนควงของจานรอบดาวหลักหรือจานรอบดาวคู่ ซึ่งโดยปกติจะเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับวงโคจรของดาวคู่ อันเป็นผลมาจากแรงบิดที่แตกต่างกันแบบเดียวกันซึ่งสร้างคลื่นความหนาแน่นแบบเกลียวในจานสมมาตรตามแกน

หลักฐานของจานรอบดาวคู่ที่เอียงสามารถมองเห็นได้จากรูปทรงเรขาคณิตที่บิดเบี้ยวภายในจานรอบดาวฤกษ์ การหมุนควงของเจ็ตโปรโตสเตลลาร์ และวงโคจรเอียงของวัตถุรอบดาวเคราะห์ (ดังที่เห็นในดาวคู่สุริยุปราคา TY CrA) [ 5 ]สำหรับจานที่โคจรรอบดาวคู่ที่มีอัตราส่วนมวลรองต่อมวลหลักต่ำ จานรอบดาวคู่ที่เอียงจะเกิดการหมุนควงแบบแข็งตัวโดยมีคาบประมาณหลายปี สำหรับจานรอบดาวคู่ที่มีอัตราส่วนมวลหนึ่ง แรงบิดที่แตกต่างกันจะแข็งแกร่งพอที่จะฉีกส่วนภายในของจานออกเป็นสองหรือมากกว่าจานที่แยกจากกันและหมุนควง[ 5 ]

การศึกษาในปี 2020 โดยใช้ ข้อมูล ALMAแสดงให้เห็นว่าจานรอบดาวคู่ที่มีคาบสั้นมักจะเรียงตัวตามวงโคจรของดาวคู่ ดาวคู่ที่มีคาบยาวกว่าหนึ่งเดือนมักจะแสดงให้เห็นว่าจานไม่เรียงตัวตามวงโคจรของดาวคู่[ 12 ]

ฝุ่น

กลุ่มก๊าซและฝุ่นดั้งเดิมที่ล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อยHD 163296 [ 13 ]
  • จานเศษซากประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อยพร้อมกับฝุ่นละเอียดและก๊าซปริมาณเล็กน้อยที่เกิดจากการชนและการระเหย ก๊าซดั้งเดิมและอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กได้กระจายตัวหรือสะสมอยู่ในดาวเคราะห์[ 14 ]
  • เมฆจักรราศีหรือฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์คือสสารในระบบสุริยะที่เกิดจากการชนกันของดาวเคราะห์น้อยและการระเหยของดาวหาง ซึ่งผู้สังเกตการณ์บนโลกจะมองเห็นเป็นแถบแสงที่กระจัดกระจายไปตามระนาบสุริยวิถี ก่อนพระอาทิตย์ขึ้นหรือหลังพระอาทิตย์ตก
  • ฝุ่นนอกระบบจักรราศีคือฝุ่นที่อยู่รอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ ในตำแหน่งที่คล้ายคลึงกับแสงจักรราศีในระบบสุริยะ

เวที

จานโปรโตแพลเนตารีAS 209 [ 15 ]

ระยะต่างๆ ในจานรอบดาวฤกษ์ หมายถึงโครงสร้างและองค์ประกอบหลักของจานในช่วงเวลาต่างๆ ระหว่างวิวัฒนาการของมัน ระยะต่างๆ ได้แก่ ช่วงที่จานประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกว่าไมครอนเป็นหลัก วิวัฒนาการของอนุภาคเหล่านี้ไปเป็นเม็ดฝุ่นและวัตถุขนาดใหญ่ขึ้น การรวมตัวของวัตถุขนาดใหญ่ขึ้นเป็นดาวเคราะห์ น้อย และการเติบโตและวิวัฒนาการวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยไปเป็นระบบดาวเคราะห์ เช่นระบบสุริยะหรือดาวฤกษ์อื่นๆ อีกมากมาย

ภาพประกอบจากศิลปินที่แสดงภาพรวมอย่างง่ายของบริเวณหลัก ๆ ในจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิด โดยแบ่งแยกด้วยเส้นเขม่าและเส้นน้ำแข็ง

ขั้นตอนหลักของการวิวัฒนาการของจานรอบดาวฤกษ์: [ 16 ]

  • จานก่อนเกิดดาวเคราะห์ : ในขั้นตอนนี้ มีวัสดุดั้งเดิม (เช่น แก๊สและฝุ่น) อยู่เป็นจำนวนมาก และจานเหล่านี้มีมวลมากพอที่จะมีศักยภาพในการก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ได้
  • จานเปลี่ยนผ่าน: ในขั้นตอนนี้ จานจะแสดงให้เห็นถึงการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของปริมาณก๊าซและฝุ่น และมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิดและจานเศษซาก
  • จานฝุ่นรอบดาวฤกษ์ : ในขั้นตอนนี้ จานรอบดาวฤกษ์เป็นจานฝุ่นที่เบาบาง มีปริมาณก๊าซน้อยหรืออาจไม่มีก๊าซเลย ลักษณะเด่นคืออายุของฝุ่นสั้นกว่าอายุของจาน ซึ่งบ่งชี้ว่าจานนี้เป็นรุ่นที่สอง ไม่ใช่รุ่นแรก

การสลายตัวและการวิวัฒนาการของแผ่นดิสก์

ภาพแถบดาวเคราะห์น้อยของFomalhaut โดย กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb [ 17 ]พร้อมคำอธิบายประกอบโดย NASA

การสลายตัวของวัสดุเป็นหนึ่งในกระบวนการที่รับผิดชอบต่อวิวัฒนาการของจานรอบดาวฤกษ์ เมื่อรวมกับข้อมูลเกี่ยวกับมวลของดาวฤกษ์ศูนย์กลาง การสังเกตการสลายตัวของวัสดุในขั้นตอนต่างๆ ของจานรอบดาวฤกษ์สามารถใช้ในการกำหนดช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของมันได้ ตัวอย่างเช่น การสังเกตกระบวนการสลายตัวในจานเปลี่ยนผ่าน (จานที่มีรูขนาดใหญ่ด้านใน) ประมาณอายุเฉลี่ยของจานรอบดาวฤกษ์ได้ประมาณ 10 ล้านปี[ 18 ] [ 19 ]

กระบวนการกระจายตัวและระยะเวลาในแต่ละขั้นตอนยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก กลไกหลายอย่างที่มีการคาดการณ์ที่แตกต่างกันสำหรับคุณสมบัติที่สังเกตได้ของจานได้ถูกเสนอขึ้นเพื่ออธิบายการกระจายตัวในจานรอบดาวฤกษ์ กลไกต่างๆ เช่น การลดลงของความทึบแสงของฝุ่นเนื่องจากการเติบโตของเม็ดฝุ่น[ 20 ]การระเหยของวัสดุด้วยรังสีเอกซ์หรือ โฟตอน UVจากดาวฤกษ์กลาง ( ลมดาวฤกษ์ ) [ 21 ]หรืออิทธิพลทางพลศาสตร์ของดาวเคราะห์ยักษ์ที่ก่อตัวขึ้นภายในจาน[ 22 ]เป็นกระบวนการบางส่วนที่ถูกเสนอขึ้นเพื่ออธิบายการกระจายตัว

การสลายตัวเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในจานรอบดาวฤกษ์ตลอดช่วงชีวิตของดาวฤกษ์กลาง และในขณะเดียวกัน สำหรับขั้นตอนเดียวกัน ก็เป็นกระบวนการที่มีอยู่ในส่วนต่างๆ ของจาน การสลายตัวสามารถแบ่งออกเป็น การสลายตัวในจานชั้นใน การสลายตัวตรงกลางจาน และการสลายตัวนอกจาน ขึ้นอยู่กับส่วนของจานที่พิจารณา[ 23 ]

การสลายตัวของจานภายในเกิดขึ้นที่ส่วนในของจาน (< 0.05–0.1 AU ) เนื่องจากอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากที่สุด บริเวณนี้จึงร้อนที่สุด ดังนั้นสสารที่อยู่ในบริเวณนี้จึงมักปล่อยรังสีในช่วงอินฟราเรดใกล้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าการศึกษาเกี่ยวกับรังสีที่ปล่อยออกมาจากฝุ่นร้อนจัดที่อยู่ในส่วนนั้นของจานบ่งชี้ว่ามีความเชื่อมโยงเชิงประจักษ์ระหว่างการสะสมมวลจากจานเข้าสู่ดาวฤกษ์และการพุ่งออกมาในกระแสไหลออก

การสลายตัวบริเวณกลางจานกาแล็กซีเกิดขึ้นในบริเวณกลางจานกาแล็กซี (1–5 หน่วยดาราศาสตร์ ) และมีลักษณะเฉพาะคือมีวัสดุที่เย็นกว่ามากเมื่อเทียบกับส่วนในของจานกาแล็กซี ดังนั้น รังสีที่ปล่อยออกมาจากบริเวณนี้จึงมีความยาวคลื่น มากกว่า โดยอยู่ในช่วงอินฟราเรดกลาง ซึ่งทำให้ตรวจจับและทำนายช่วงเวลาของการสลายตัวในบริเวณนี้ได้ยากมาก การศึกษาเพื่อกำหนดช่วงเวลาของการสลายตัวในบริเวณนี้ให้ค่าที่หลากหลาย โดยทำนายช่วงเวลาตั้งแต่ต่ำกว่า 10 ล้านปี จนถึง 100 ล้านปี

การสลายตัวของจานรอบนอกเกิดขึ้นในบริเวณระหว่าง 50–100 AUซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่ามากและความยาวคลื่น ของรังสีที่ปล่อยออกมา เพิ่มขึ้นเป็นช่วงมิลลิเมตรของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้ามวลฝุ่นเฉลี่ยสำหรับบริเวณนี้ได้รับการรายงานว่าอยู่ที่ประมาณ 10 −5เท่าของมวลสุริยะ[ 24 ]การศึกษาจานเศษซากที่มีอายุมากกว่า (10 7 –10 9ปี) ชี้ให้เห็นว่ามวลฝุ่นอาจต่ำถึง 10 −8เท่าของมวลสุริยะ ซึ่งหมายความว่าการแพร่กระจายในจานรอบนอกเกิดขึ้นในระยะเวลาที่ยาวนานมาก[ 25 ]

ดังที่กล่าวไว้ จานรอบดาวฤกษ์ไม่ใช่วัตถุที่อยู่ในสภาวะสมดุล แต่กำลังวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่อง วิวัฒนาการของความหนาแน่นพื้นผิวของจาน ซึ่งเป็นปริมาณมวลต่อหน่วยพื้นที่หลังจากที่ความหนาแน่นปริมาตร ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในจานได้ถูกรวมเข้ากับโครงสร้างแนวตั้งแล้ว จะแสดงโดย: โดย ที่คือตำแหน่งรัศมีในจาน และคือความหนืด ณ ตำแหน่ง[ 26 ]สมการนี้ถือว่ามีความสมมาตรตามแกนในจาน แต่เข้ากันได้กับโครงสร้างจานแนวตั้งใดๆ

ความหนืดในจาน ไม่ว่าจะเป็นแบบโมเลกุล แบบปั่นป่วน หรือแบบอื่น จะขนส่งโมเมนตัมเชิงมุมออกไปด้านนอกในจาน และมวลส่วนใหญ่เข้ามาด้านใน ในที่สุดก็สะสมตัวบนวัตถุกลาง[ 26 ]การสะสมมวลบนดาวฤกษ์ในแง่ของความหนืดของจานแสดงได้ดังนี้: โดยที่คือรัศมีด้านใน

การถ่ายภาพโดยตรง

แฮมเบอร์เกอร์ของโกเมซ โดย "ขนมปัง" สีสว่างคือแสงที่กระจัดกระจายของดาวฤกษ์บนพื้นผิวของจาน ส่วน "เนื้อ" สีแดงเข้มแสดงถึงระนาบกลางของจาน
ภาพถ่ายที่ความยาวคลื่น 4.44 และ 3.56 ไมครอน ของจานเศษซากรอบดาวฤกษ์ AU mic ซึ่งเป็นดาวแคระแดง

จานโปรโตแพลเนตารีและจานเศษซากสามารถถ่ายภาพได้ด้วยวิธีการต่างๆ หากมองเห็นจานจากด้านข้าง บางครั้งจานอาจบังแสงของดาวฤกษ์ และสามารถสังเกตจานได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้โคโรนากราฟหรือเทคนิคขั้นสูงอื่นๆ (เช่น Hamburger หรือFlying Saucer ของ Gomez [ 27 ] ) จานที่มองเห็นจากด้านข้างอื่นๆ (เช่นBeta PictorisหรือAU Microscopii ) และจานที่มองเห็นจากด้านหน้า (เช่นIM LupiหรือAB Aurigae ) จำเป็นต้องใช้โคโรนากราฟเลนส์ปรับได้หรือภาพเชิงอนุพันธ์เพื่อถ่ายภาพจานด้วยกล้องโทรทรรศน์ การสังเกตการณ์ด้วยแสงและอินฟราเรดเหล่านี้ เช่น ด้วยSPHEREมักจะถ่ายภาพแสงดาวที่กระเจิงบนพื้นผิวของจานและติดตามอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กระดับไมครอนในทางกลับกัน อาร์เรย์วิทยุเช่น ALMA สามารถทำแผนที่อนุภาคฝุ่นขนาดใหญ่ระดับมิลลิเมตรที่พบในระนาบกลางของจานได้ [ 28 ]อาร์เรย์วิทยุเช่น ALMA ยังสามารถตรวจจับการปล่อยคลื่นแคบๆ จากก๊าซของจานได้อีกด้วย สิ่งนี้สามารถเปิดเผยความเร็วของก๊าซภายในและรอบ ๆ จานได้[ 29 ]ในบางกรณี จานโปรโตแพลนเทรีที่มองจากด้านข้าง (เช่นCK 3 [ 30 ] [ 31 ]หรือASR 41 [ 32 ] ) สามารถฉายเงาลงบนวัสดุฝุ่นโดยรอบได้ เงาที่ฉายนี้ทำงานเหมือนการเล่นเงาและการฉายภาพของจานนั้นใหญ่กว่าขนาดจริงของจานมาก[ 30 ]

ดูเพิ่มเติม

  • McCabe, Caer (30 พฤษภาคม 2550). "แคตตาล็อกของจานรอบดาวฤกษ์ที่ได้รับการแก้ไข" . NASA JPL . สืบค้นเมื่อ17 กรกฎาคม 2550 .
  • แกลเลอรีภาพของจานฝุ่น (จากPaul Kalas , " เว็บไซต์การเรียนรู้เกี่ยวกับจานรอบดาวฤกษ์ )"
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Circumstellar_disc&oldid=1360695593 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จานรอบดาวฤกษ์

จานรอบดาวฤกษ์ (หรือจานสะสมมวลรอบดาวฤกษ์ ) คือจานสะสมมวลรูปทรงวงแหวน ทรงแบน หรือทรงแบนที่ประกอบด้วยก๊าซฝุ่นดาวเคราะห์น้อยดาวเคราะห์น้อยหรือเศษชิ้นส่วนจากการชน กัน โคจรอยู่ รอบ...

ดาวรุ่ง

ตามแบบจำลองการก่อตัวของ ดาวฤกษ์ ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งบางครั้งเรียกว่า สมมติฐานเนบิวลา ดาวฤกษ์อายุน้อย ( โปรโตสตาร์ ) เกิดจากการยุบตัวของมวลสารเนื่องจากแรงโน้มถ่วงภายใน เมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ มวลสาร ที่ตกลงมามี โมเมนตัมเชิงมุมอยู่...

รอบระบบสุริยะ

ภาพจำลองของศิลปินเกี่ยวกับแผ่นดิสก์เปลี่ยนผ่านรอบดาวฤกษ์ ดวงเล็ก [ 3 ] แถบ ดาวเคราะห์ น้อยเป็นแหล่งสะสมของวัตถุขนาดเล็กใน ระบบสุริยะ ตั้งอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี และเป็นแหล่งกำเนิดของฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ แถบ เอ็ดจ์เวิร์ธ-ไคเปอร์...

ระบบไบนารี

การไหลเข้าของก๊าซในระบบดาวคู่ช่วยให้เกิดการก่อตัวของจานรอบดาวฤกษ์และจานรอบดาวคู่ การก่อตัวของจานดังกล่าวจะเกิดขึ้นกับ ระบบดาวคู่ ใดๆ ก็ตามที่ก๊าซที่ไหลเข้ามามีโมเมนตัมเชิงมุมในระดับหนึ่ง [ 4 ]...