stringtranslate.com

Протопланета

Выжившая протопланета Веста

Протопланета — это большой планетарный зародыш, который возник внутри протопланетного диска и подвергся внутреннему плавлению, образуя дифференцированную внутреннюю часть . Считается, что протопланеты формируются из планетезималей размером в километр , которые гравитационно возмущают орбиты друг друга и сталкиваются, постепенно объединяясь в доминирующие планеты .

Планезимальная гипотеза

Планетезималь — это объект , образованный из пыли, камня и других материалов, размером от метров до сотен километров. Согласно планетезимальной гипотезе Чемберлина-Моултона и теориям Виктора Сафронова , протопланетный диск из таких материалов, как газ и пыль, вращался бы вокруг звезды на ранних этапах формирования планетной системы. Под действием гравитации на такие материалы образуются все большие и большие куски, пока некоторые из них не достигнут размеров планетезималей. [1] [2]

Считается, что в результате столкновений планетезималей образовалось несколько сотен более крупных планетарных зародышей. На протяжении сотен миллионов лет они сталкивались друг с другом. Точная последовательность, в которой планетарные эмбрионы сталкивались при сборке планет, неизвестна, но считается, что первоначальные столкновения заменили первое «поколение» эмбрионов вторым поколением, состоящим из меньшего количества, но более крупных эмбрионов. Они, в свою очередь, столкнулись бы, чтобы создать третье поколение с меньшим количеством, но еще более крупными эмбрионами. В конце концов, осталась лишь горстка эмбрионов, которые столкнулись, чтобы завершить сборку планет . [3]

Ранние протопланеты содержали больше радиоактивных элементов, [4] количество которых со временем уменьшалось из-за радиоактивного распада . Нагрев из-за радиоактивности, ударов и гравитационного давления расплавил части протопланет, когда они превратились в планеты. В зонах плавления более тяжелые элементы опускались к центру, а более легкие поднимались на поверхность. Такой процесс известен как планетарная дифференциация . Состав некоторых метеоритов показывает, что у некоторых астероидов произошла дифференциация .

Доказательства в Солнечной системе

В случае Солнечной системы считается, что столкновения планетезималей создали несколько сотен планетарных зародышей. Такие зародыши были похожи на Цереру и Плутон , массой примерно от 10 22 до 10 23  кг и диаметром в несколько тысяч километров. [ нужна цитата ]

Согласно гипотезе гигантского столкновения , Луна образовалась в результате колоссального столкновения гипотетической протопланеты под названием Тейя с Землей в начале истории Солнечной системы . [ нужна цитата ]

Во внутренней Солнечной системе три протопланеты, которые сохранились более или менее нетронутыми, — это астероиды Церера , Паллада и Веста . Психея , вероятно, пережила жестокое столкновение с другим объектом, который сорвал внешние каменистые слои протопланеты. [5] Астероид Метис также может иметь историю происхождения, аналогичную истории Психеи. [6] Астероид Лютеция также имеет характеристики, напоминающие протопланету. [7] [8] Карликовые планеты пояса Койпера также называют протопланетами. [9] Поскольку на Земле были обнаружены железные метеориты , считается вероятным, что когда-то в поясе астероидов существовали и другие протопланеты с металлическим ядром , которые с тех пор были разрушены и которые являются источником этих метеоритов. [ нужна цитата ]

Внесолнечные протопланеты

В феврале 2013 года астрономы впервые прямо наблюдали кандидатную протопланету, формирующуюся в газопылевом диске вокруг далекой звезды HD 100546 . [10] [11] Последующие наблюдения позволяют предположить, что в газовом диске могут присутствовать несколько протопланет. [12]

Другая протопланета, AB Aur b, возможно, находится на самой ранней наблюдаемой стадии формирования газового гиганта. Она расположена в газовом диске звезды AB Возничего . AB Aur b входит в число крупнейших обнаруженных экзопланет и имеет удаленную орбиту, в три раза дальше, чем Нептун от Солнца Земли. Наблюдения за AB Aur b могут бросить вызов традиционным представлениям о том, как формируются планеты. Его наблюдали с помощью телескопа Субару и космического телескопа Хаббл . [13]

Кольца, разрывы, спирали, скопления пыли и тени в протопланетных дисках могли быть вызваны протопланетами. Эти структуры до конца не изучены и поэтому не рассматриваются как доказательство присутствия протопланеты. [14] Одним из новых новых способов изучения влияния протопланет на диск являются наблюдения молекулярных линий протопланетных дисков в форме карт скорости газа. [14] HD 97048 b — первая протопланета, обнаруженная с помощью кинематики диска в виде излома на карте скоростей газа. [15]

Неподтвержденные протопланеты

Уверенное обнаружение протопланет затруднено. Протопланеты обычно существуют в богатых газом протопланетных дисках. Такие диски могут создавать чрезмерную плотность в результате процесса, называемого фрагментацией диска. Такие фрагменты могут быть достаточно маленькими, чтобы их можно было не различить, и имитировать внешний вид протопланеты. [23] Известен ряд неподтвержденных кандидатов на протопланеты, а некоторые открытия позже были подвергнуты сомнению.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Cessna, Эбби (26 июля 2009 г.). «Планетезимали». Вселенная сегодня . Проверено 5 апреля 2022 г.
  2. ^ Аренс, TJ (1 мая 1993 г.). «Ударная эрозия земных планетарных атмосфер». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 21 (1): 525–555. Бибкод : 1993AREPS..21..525A. doi : 10.1146/annurev.ea.21.050193.002521. hdl : 2060/19920021677 . ISSN  0084-6597 . Проверено 5 апреля 2022 г.
  3. ^ Макбрайд, Нил; Иэн Гилмор; Филип А. Бланд; Элейн А. Мур; Майк Виддоусон; Ян Райт (2004). Введение в Солнечную систему . Кембридж: Издательство Кембриджского университета . п. 56. ИСБН 9780521837354.
  4. ^ Цессна, Эбби (2009). «Протопланеты». Вселенная сегодня.
  5. ^ «НАСА выбирает исследования для будущей ключевой планетарной миссии» . 30 сентября 2015 г.
  6. ^ Келли, Майкл С; Майкл Дж. Гаффи (2000). «9 Метис и 113 Амальтея: пара генетических астероидов». Икар . 144 (1): 27–38. Бибкод : 2000Icar..144...27K. дои : 10.1006/icar.1999.6266.
  7. ^ «БОЛЬШОЕ ФОТО: 2 Паллада, астероид с протопланетным расположением» . Космос Дискавери . Дискавери Коммуникейшнс . 08.10.2009 . Проверено 8 октября 2009 г.
  8. ^ Клотц, Ирен (27 октября 2011 г.). «АСТЕРОИДУ НЕ УДАЛОСЬ БОЛЬШОГО: Недавно изученный астероид на самом деле представляет собой строительный блок планеты, который перестал расти». Новости Дискавери . Дискавери Коммуникейшнс . Проверено 27 октября 2011 г.
  9. ^ Алан Бойл (08 октября 2009 г.). «Протопланета, застывшая во времени». MSNBC . Архивировано из оригинала 10 октября 2009 г. Проверено 12 сентября 2009 г.
  10. ^ «Рождение гигантской планеты?». Европейская южная обсерватория . 28 февраля 2013 года . Проверено 2 марта 2013 г.
  11. ^ Кванц, Саш П.; Амара, Адам; Мейер, Майкл П.; Кенворти, Мэтью П.; и другие. (2013). «Молодой кандидат в протопланеты, встроенный в околозвездный диск HD 100546». Астрофизический журнал . 766 (1). Л1. arXiv : 1302.7122 . Бибкод : 2013ApJ...766L...1Q. дои : 10.1088/2041-8205/766/1/l1. S2CID  56140977.
  12. ^ Гаруфи, А.; Кванц, СП; Шмид, ХМ; Малдерс, Джорджия; Авенхаус, Х.; Боккалетти, А.; Гински, К.; Ланглуа, М.; Столкер, Т.; Ожеро, Ж.-К.; Бенисти, М.; Лопес, Б.; Доминик, К.; Граттон, Р.; Хеннинг, Т.; Янсон, М.; Менар, Ф.; Мейер, MR; Пинте, К.; Сисса, Э.; Виган, А.; Зурло, А.; Баззон, А.; Буэнцли, Э.; Боннефой, М.; Бранднер, В.; Шовен, Г.; Читам, А.; Кудель, М.; Дезидера, С.; Фельдт, М.; Галичер Р.; Каспер, М.; Лагранж, А.-М.; Ланнье, Дж.; Мэр, Алабама; Мне грустно.; Муйе, Д.; Перетти, С.; Перро, К.; Солтер, Г.; Вильди, Ф. (апрель 2016 г.). «Вид СФЕРЫ на планетообразующий диск вокруг HD 100546». Астрономия и астрофизика . 588 : А8. arXiv : 1601.04983 . Бибкод : 2016A&A...588A...8G. дои : 10.1051/0004-6361/201527940 . ISSN  0004-6361 . Проверено 5 апреля 2022 г.
  13. ^ «Гигантская чужеродная планета, похожая на Юпитер, наблюдается все еще« в утробе матери »» . Новости ЦБК . 5 апреля 2022 г. . Проверено 5 апреля 2022 г.
  14. ^ аб Пинте, Кристоф; Тиг, Ричард; Флаэрти, Кевин; Холл, Кассандра; Факкини, Стефано; Касасс, Саймон (01 марта 2022 г.). «Кинематические структуры в планетообразующих дисках». Протозвезды и планеты VII . 534 : 645. arXiv : 2203.09528 . Бибкод : 2023ASPC..534..645P.
  15. ^ Пинте, К.; ван дер Плас, Г.; Менар, Ф.; Прайс, диджей; Кристианс, В.; Хилл, Т.; Ментиплей, Д.; Гински, К.; Шоке, Э.; Бёлер, Ю.; Дюшен, Ж.; Перес, С.; Касасс, С. (01 августа 2019 г.). «Кинематическое обнаружение планеты, прорезающей брешь в протопланетном диске». Природная астрономия . 3 (12): 1109–1114. arXiv : 1907.02538 . Бибкод : 2019NatAs...3.1109P. дои : 10.1038/s41550-019-0852-6. ISSN  2397-3366. S2CID  195820690.
  16. ^ abcd Сотрудничество Гайи (01 ноября 2020 г.). «Онлайн-каталог данных VizieR: Gaia EDR3 (Gaia Collaboration, 2020)» . Онлайн-каталог данных VizieR : I/350. Бибкод : 2020yCat.1350....0G. doi : 10.26093/cds/vizier.1350.
  17. ^ ab "PDS 70 | Архив экзопланет НАСА" . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 01 марта 2023 г.
  18. ^ abcd «Калькулятор орбитального периода | Двоичная система» . www.omnicalculator.com . Проверено 01 марта 2023 г.
  19. ^ "HD 97048 | Архив экзопланет НАСА" . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 01 марта 2023 г.
  20. ^ Реджани, Маддалена; Куанц, Саша П.; Мейер, Майкл Р.; Пуэйо, Лоран; Абсил, Оливье; Амара, Адам; Англада, Гиллем; Авенхаус, Хеннинг; Жирар, Жюльен Х.; Карраско Гонсалес, Карлос; Грэм, Джеймс; Мавет, Дмитрий; Меру, Фарзана; Милли, Жюльен; Осорио, Майра (1 сентября 2014 г.). «Открытие кандидата в компаньоны в переходном диске HD 169142 и возможность образования нескольких планет». Астрофизический журнал . 792 (1): Л23. arXiv : 1408.0813 . Бибкод : 2014ApJ...792L..23R. дои : 10.1088/2041-8205/792/1/L23. ISSN  0004-637X. S2CID  37427761.
  21. ^ "HD 169142 | Архив экзопланет НАСА" . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 11 апреля 2023 г.
  22. ^ Хаммонд, Иэн; Кристианс, Валентин; Прайс, Дэниел Дж.; Точи, Клаудия; Пинте, Кристоф; Джулард, Сандрин; Гарг, Химанши (01 февраля 2023 г.). «Подтверждение и кеплеровское движение протопланеты HD 169142 b, образующей разрыв». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 522 (1): L51–L55. arXiv : 2302.11302 . Бибкод : 2023MNRAS.522L..51H. дои : 10.1093/mnrasl/slad027 .
  23. ^ Тиг, Ричард; Янкович, Мария Р.; Хаворт, Томас Дж.; Ци, Чуньхуа; Или, Джон Д. (01 июня 2020 г.). «Трехмерный вид гамбургера Гомеса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (1): 451–459. arXiv : 2003.02061 . Бибкод : 2020MNRAS.495..451T. дои : 10.1093/mnras/staa1167 . ISSN  0035-8711.
  24. ^ Краус, Адам Л.; Ирландия, Майкл Дж. (01 января 2012 г.). «LkCa 15: Молодая экзопланета, оказавшаяся в процессе формирования?». Астрофизический журнал . 745 (1): 5. arXiv : 1110.3808 . Бибкод : 2012ApJ...745....5K. дои : 10.1088/0004-637X/745/1/5. ISSN  0004-637X.
  25. ^ Карри, Тейн; Маруа, Кристиан; Сьеса, Лукас; Малдерс, Гийс Д.; Лоусон, Келлен; Касерес, Клаудио; Родригес-Руис, Дари; Вишневский, Джон; Гийон, Оливье; Брандт, Тимоти Д.; Касдин, Н. Джереми; Грофф, Тайлер Д.; Лози, Жюльен; Чилкот, Джеффри; Ходапп, Клаус (01 мая 2019 г.). «Нет четких и прямых доказательств существования нескольких протопланет, вращающихся вокруг LkCa 15: LkCa 15 до н. э. являются вероятными сигналами внутреннего диска». Астрофизический журнал . 877 (1): Л3. arXiv : 1905.04322 . Бибкод : 2019ApJ...877L...3C. дои : 10.3847/2041-8213/ab1b42 . ISSN  0004-637X.
  26. ^ аб Саллум, С.; Фоллет, КБ; Эйснер, Дж. А.; Клоуз, Л.М.; Хинц, П.; Краттер, К.; Самец, Дж.; Скемер, А.; Макинтош, Б.; Тутхилл, П.; Бейли, В.; Дефрер, Д.; Морзински, К.; Родигас, Т.; Сполдинг, Э. (1 ноября 2015 г.). «Аккреция протопланет в переходном диске LkCa 15». Природа . 527 (7578): 342–344. arXiv : 1511.07456 . Бибкод : 2015Natur.527..342S. дои : 10.1038/nature15761. ISSN  0028-0836. PMID  26581290. S2CID  916170.
  27. ^ Кванц, Саша П.; Амара, Адам; Мейер, Майкл Р.; Жирар, Жюльен Х.; Кенворти, Мэтью А.; Каспер, Маркус (01 июля 2015 г.). «Подтверждение и характеристика протопланеты HD 100546 b — прямое свидетельство формирования газовой планеты-гиганта на расстоянии 50 а.е.». Астрофизический журнал . 807 (1): 64. arXiv : 1412.5173 . Бибкод : 2015ApJ...807...64Q. дои : 10.1088/0004-637X/807/1/64. hdl : 1887/48578. ISSN  0004-637X. S2CID  119119314.
  28. ^ "HD 100546 | Архив экзопланет НАСА" . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 01 марта 2023 г.
  29. ^ Рамо, Жюльен; Фоллетт, Кэтрин Б.; Пуэйо, Лоран; Маруа, Кристиан; Макинтош, Брюс; Миллар-Бланшер, Максвелл; Ван, Джейсон Дж.; Вега, Дэвид; Дойон, Рене; Лафреньер, Давид; Нильсен, Эрик Л.; Бейли, Ванесса; Чилкот, Джеффри К.; Клоуз, Лэрд М.; Эспозито, Томас М. (01 июня 2017 г.). «Исследование HD 100546 b в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне с помощью Gemini Planet Imager и MagAO». Астрономический журнал . 153 (6): 244. arXiv : 1704.06317 . Бибкод : 2017AJ....153..244R. дои : 10.3847/1538-3881/aa6cae . ISSN  0004-6256. S2CID  19100982.
  30. ^ "AB Aur | Архив экзопланет НАСА" . exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Проверено 01 марта 2023 г.
  31. ^ Чжоу, Ифань; Боулер, Брендан П.; Ян, Хайфэн; Санги, Аникет; Герцег, Грегори Дж.; Краус, Адам Л.; Бэ, Джехан; Лонг, Фэн; Фоллетт, Кэтрин Б.; Уорд-Дуонг, Кимберли; Чжу, Чжаохуань; Биддл, Лорен И.; Клоуз, Лэрд М.; Юшу Цзян, Лилиан; Ву, Я-Лин (30 августа 2023 г.). «УФ-оптическое излучение AB Aur b соответствует рассеянному звездному свету». Астрофизический журнал . 166 (6): 11. arXiv : 2308.16223 . Бибкод : 2023AJ....166..220Z. дои : 10.3847/1538-3881/acf9ec .
  32. ^ Биддл, Лорен И.; Боулер, Брендан П.; Чжоу, Ифань; Фрэнсон, Кайл; Чжан, Чжоуцзянь (01 апреля 2024 г.). «Глубокое Paβ-изображение протопланеты-кандидата на аккрецию AB Aur b». Астрономический журнал . 167 (4): 172. arXiv : 2402.12601 . Бибкод : 2024AJ....167..172B. дои : 10.3847/1538-3881/ad2a52 . ISSN  0004-6256.
  33. ^ Берне, О.; Фуэнте, А.; Пантин, Э.; Бухаррабаль, В.; Баруто, К.; Пиллери, П.; Хабарт, Э.; Менар, Ф.; Черничаро, Дж.; Тиленс, AGGM; Джоблин, К. (01 июня 2015 г.). «Наблюдения Гамбургера Гомеса на Очень Большом Телескопе: понимание молодого кандидата на протопланету». Астрономия и астрофизика . 578 : Л8. arXiv : 1504.02735 . Бибкод : 2015A&A...578L...8B. дои : 10.1051/0004-6361/201526041. ISSN  0004-6361.
  34. ^ Верриос, Харрисон Дж.; Прайс, Дэниел Дж.; Пинте, Кристоф; Хильдер, Томас; Кальчино, Джош (01 июля 2022 г.). «Кинематическое свидетельство наличия планеты в диске IM Lupi». Астрофизический журнал . 934 (1): Л11. arXiv : 2207.02869 . Бибкод : 2022ApJ...934L..11V. дои : 10.3847/2041-8213/ac7f44 . ISSN  0004-637X.
  35. ^ Канагава, Кадзухиро Д.; Оно, Томохиро; Момосе, Мунетаке (01 декабря 2023 г.). «Кинематические признаки маломассивной планеты с умеренно наклоненной орбитой в протопланетном диске». Публикации Астрономического общества Японии . 75 (6): 1105–1123. arXiv : 2308.12144 . Бибкод : 2023PASJ...75.1105K. дои : 10.1093/pasj/psad059. ISSN  0004-6264.
  36. ^ Кальчино, Джош; Хильдер, Томас; Прайс, Дэниел Дж.; Пинте, Кристоф; Боллати, Франческо; Лодато, Джузеппе; Норфолк, Броди Дж. (01 апреля 2022 г.). «Отображение планетарного следа в HD 163296 с помощью кинематики». Астрофизический журнал . 929 (2): Л25. arXiv : 2111.07416 . Бибкод : 2022ApJ...929L..25C. дои : 10.3847/2041-8213/ac64a7 . ISSN  0004-637X. S2CID  244117638.
  37. ^ Пинте, К.; Хаммонд, И.; Прайс, диджей; Кристианс, В.; Эндрюс, С.М.; Шовен, Г.; Перес, LM; Хоркера, С.; Гарг, Х.; Норфолк, Би Джей; Кальчино, Дж.; Боннефой, М. (01 ноября 2023 г.). «Кинематические и тепловые характеристики прямого изображения кандидата на протопланету вокруг Элиаса 2-24». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 526 (1): Л41–Л46. arXiv : 2301.08759 . Бибкод : 2023MNRAS.526L..41P. дои : 10.1093/mnrasl/slad010 . ISSN  0035-8711.

Внешние ссылки