Специалисты по гидродинамике из университета Калифорнии в Беркли
предложили теоретическое объяснение процесса формирования новых звезд.
Исследователям удалось смоделировать процессы, которые приводят к
разрушению стабильного протопланетного диска и к переносу вещества из
него на поверхность растущей звезды. Подробности со ссылкой на статью физиков в журнале Physical Review Letters приводит официальный сайт университета.
Ученые смоделировали поведение протопланетного диска, плоского облака
из газа и пыли вокруг будущей звезды. Такие диски ранее рассматривались
астрофизиками как мертвые зоны, так как расчеты предсказывали высокую
стабильность газопылевых облаков и фактически исключали падение вещества
на сформированное в его центре шаровое облако. Без притока новой
материи облако не могло набрать достаточную для начала термоядерных
реакций массу. Поэтому, как сообщают исследователи, существующие модели
отчасти противоречили реальным данным. Кроме того, в них не учитывалось
зафиксированное астрономами распределение плотности диска по радиусу,
которое на практике оказалось далеко не равномерным.
В новой модели физики распределили массу не равномерно, а в
соответствии с реальным данными. Компьютерное моделирование показало,
что при таких условиях дисковидное облако перестает быть стабильным и в
нем появляются вихри. Так как эти объемные вихри возникали внутри ранее
считавшейся «мертвой» зоны, ученые назвали их «вихрями-зомби». «Зомби»
сами провоцируют появление более плотных участков, а это приводит к
появлению новых вихрей. Расчеты показали, что все газопылевое облако в
результате утрачивает стабильность и коллапсирует, предоставляя будущей
звезде недостающую массу. Кроме того, нестабильности в протопланетном
диске могут приводить к формированию тех неоднородностей, из которых
затем сформируются и планеты, обращающиеся вокруг звезды.
Ученые подчеркивают, что аналогичный процесс рождения вихрей в среде с
неравномерным распределением плотности можно наблюдать не только в
протопланетных дисках, но и в атмосфере планет, включая Землю и Юпитер. В
настоящее время астрономам известно множество протопланетных дисков,
выявленных при помощи как оптических, так и инфракрасных телескопов.
Исследователям известно, что процесс коллапса диска занимает несколько
сотен тысяч лет, хотя отдельные протопланетные диски имеют намного
больший, вплоть до 25 миллионов лет, возраст.