원시 행성계 원반

Protoplanetary disk
원시 행성계 성운과 혼동하지 마십시오.
HL Tauri의 [1][2]Atacama Large Millimeter Array 이미지.

원시 행성계 원반은 새로 형성된 젊은 별, 황소자리 T형 별 또는 허빅 Ae/Be 별을 둘러싼 고밀도 가스와 먼지로 이루어진 회전하는 별 주위 원반입니다.가스나 다른 물질이 원반의 안쪽 가장자리에서 별의 표면으로 떨어질 수 있기 때문에 원시 행성계 원반은 항성 자체의 부착 원반으로 간주될 수도 있다.이 과정은 행성 자체를 건설할 것으로 생각되는 부착 과정과 혼동되어서는 안 된다.외부에서 조명되는 광증발 원시 행성계 원반을 프로플라이드라고 한다.

2018년 7월, PDS 70b라는 이름의 초기 외계행성을 포함하는 그러한 원반의 첫 번째 확인된 이미지가 [3][4][5]보고되었다.

형성

원시 행성계 원반이 항성 나이(백만 년 후)의 함수로 존재한다는 증거를 보여주는 별의 일부.표본은 젊은 군집과 연관성 근처에 있습니다.Mamajek(2009)[6] 리뷰에서 가져온 수치.

원시성은 주로 수소 분자로 이루어진 분자 구름에서 형성된다.분자 구름의 일부가 임계 크기, 질량 또는 밀도에 도달하면, 그것은 자체의 중력 하에서 붕괴되기 시작합니다.태양 성운이라고 불리는 이 붕괴하는 구름이 더 빽빽해지면서, 원래 구름에 존재했던 무작위 가스 운동은 성운의 순 각운동량 방향을 향해 평균화됩니다.각운동량 보존은 성운 반지름이 감소함에 따라 회전을 증가시킵니다.이 회전은 마치 반죽으로 납작한 피자를 만드는 것처럼 구름을 평평하게 만들고 원반 모양으로 만듭니다.이는 궤도 운동으로 인한 구심 가속도가 별의 반경 방향 중력에 저항하지만 구름은 수직 방향으로 붕괴할 수 있기 때문입니다.그 결과 가스 압력에 의해 수직 방향으로 [7]지지되는 얇은 디스크가 형성됩니다.초기 붕괴에는 약 10만 년이 걸린다.그 후 이 별은 같은 질량의 주계열성과 비슷한 표면온도에 도달해 가시화된다.

그것은 이제 황소자리 T형 별이다.별에 가스의 강착은 원반이 사라지기 전, 아마도 젊은 별의 항성풍에 의해 날아가기 전, 혹은 강착이 끝난 후에 방사능 방출을 멈추기 전까지 또 다른 천만 [8]년 동안 계속됩니다.지금까지 발견된 가장 오래된 원시 행성계 원반은 2500만년 [9][10]전의 것이다.

원시 행성계 원반.나선형 암 대 관측 [11]데이터 시뮬레이션.

T 황소자리 별 주변의 원시 행성계 원반은 크기와 온도 면에서 근접 쌍성계의 주요 구성 요소를 둘러싼 원반과 다르다.원시 행성계 원반의 반지름은 최대 1000AU이며, 가장 안쪽 부분만 1000K 이상의 온도에 도달합니다.그들은 종종 제트기를 동반한다.

원시 행성계 원반은 우리 은하의 여러 젊은 별 주변에서 관측되었습니다.허블 우주 망원경의 관측 결과 오리온 [12][13]성운 내에서 프로플라이드와 행성 원반이 형성되고 있는 것으로 나타났습니다.

원시 행성계 원반은 전형적인 수직 높이가 반지름보다 훨씬 작고 전형적인 질량이 중심 [14]젊은 별보다 훨씬 작은 얇은 구조로 생각됩니다.

전형적인 원시 행성 원반의 질량은 기체에 의해 지배되지만, 먼지 입자의 존재는 그것의 진화에 주요한 역할을 합니다.먼지 입자는 자기 회전 불안정성(MRI)[15][16]이 더 이상 작동하지 않는 데드존을 만드는 우주로부터의 에너지 복사로부터 디스크의 중간 평면을 보호합니다.

이러한 원반은 활성 영역이라고도 불리는 난류성 플라즈마 외피로 구성되어 있으며, 데드 [16]존이라고 불리는 광범위한 대기 가스 영역을 포함하고 있습니다.미드플레인에 있는 데드존은 디스크를 통과하는 물질의 흐름을 늦출 수 있기 때문에 안정된 상태를 유지할 수 없습니다.

초신성 잔해 분출물은 행성을 형성하는 물질을 만들어냅니다.

행성계

약 450광년 [17]떨어진 젊은 별 엘리아스 2-27을 둘러싼 원시 행성계 원반.

태양계 형성에 대한 성운 가설은 원시 행성계 원반이 어떻게 행성계로 진화한다고 생각되는지를 설명한다.정전기 및 중력의 상호작용으로 인해 원반 내의 먼지와 얼음 알갱이가 미행성 물질로 축적될 수 있습니다.이 과정은 가스를 시스템에서 몰아내는 항성풍, 물질을 중심 T Tauri 별로 끌어당기는 중력(적층) 및 내부 응력(점도)과 경쟁합니다.미행성들은 지구형 행성들과 거대 [18][19]행성들의 구성 요소들을 구성한다.

목성, 토성, 천왕성의 위성들 중 일부는 원시 행성계 [20][21]원반의 작은 행성계 유사체들로 형성되었다고 여겨진다.기하학적으로 얇고 가스와 먼지가 많은 원반에서 행성과 달의 형성은 행성들이 황도 평면으로 배열되는 이유이다.태양계가 형성된 지 수천만 년 후, 태양계의 내부 몇 AU에는 현재 우리가 보는 지구형 행성으로 축적되고 통합되는 수십 개의 달에서 화성 크기의 물체가 포함되어 있었을 가능성이 있습니다.지구의 달은 화성 크기의 원시 행성이 태양계가 형성된 후 약 3천만 년 후에 지구에 비스듬히 충돌한 것으로 보인다.

파편 디스크

오리온자리 [22]V883 주변의 눈길에 대한 아티스트의 인상.

가스가 부족한 별 주위 먼지의 원반은 많은 별 주변에서 발견되었으며, 대부분은 약 1000만 년(예: 베타 픽토리스, 뱀주인자리 51)에서 수십억 년(예: 고래자리 타우) 사이의 나이를 가지고 있다.이러한 시스템을 보통 "데브리 디스크"라고 합니다.이러한 별들의 나이와 포인팅 로버트슨 항력, 충돌 및 복사 압력(일반적으로 수백 년에서 수천 년)으로 인해 별 주위에 있는 마이크로미터 크기의 먼지 입자의 짧은 수명을 고려할 때, 이 먼지는 미행성(예: 소행성, 혜성)의 충돌에서 비롯된 것으로 생각됩니다.따라서 이들 사례 주변의 잔해 원반(예: 베가, 알페카, 포말하우트 등)은 실제로는 "원시행성"이 아니라 소행성대와 카이퍼대의 외계 유사체가 미행성 간 먼지를 발생시키는 충돌의 본거지인 원반 진화의 후기를 나타낸다.

자연발생과의 관계

주요 기사:생물 발생과 판스퍼미아

최근의 컴퓨터 모델 연구에 따르면,[23] 생명체에 필요한 복잡한 유기 분자는 지구가 형성되기 전에 태양을 둘러싼 먼지 알갱이의 원시 행성계 원반에서 형성되었을 수 있다.컴퓨터 연구에 따르면,[23] 이와 같은 과정은 행성을 획득하는 다른 별에서도 일어날 수 있다.

갤러리

  • 20 protoplanetary discs captured by the High Angular Resolution Project (DSHARP).[24]

    DSHARP([24]High Angular Resolution Project)에 의해 포착된 20개의 원시 행성계 디스크.

  • A shadow is created by the protoplanetary disc surrounding the star HBC 672 within the nebula.[25]

    성운 내 [25]HBC 672를 둘러싼 원시 행성계 원반에 의해 그림자가 형성됩니다.

  • Protoplanetary disc AS 209 nestled in the young Ophiuchus star-forming region.[26]

    원시 행성계 원반 AS 209가 젊은 뱀주인자리 별 형성 영역에 [26]둥지를 틀었다.

  • Protoplanetary disk HH 212.[27]

    원시 행성계 원반 HH 212.[27]

  • By observing dusty protoplanetary discs, scientists investigate the first steps of planet formation.[28]

    과학자들은 먼지가 많은 원시 행성계 원반을 관찰함으로써 행성 [28]형성의 첫 단계를 조사합니다.

  • Concentric rings around young star HD 141569A, located some 370 light-years away.[29]

    약 370광년 [29]떨어진 젊은 별 HD 141569A 주변의 동심원 고리.

  • Debris disks detected in HST images of young stars, HD 141943 and HD 191089 - images at top; geometry at bottom.[30]

    젊은 별의 HST 이미지, HD 141943 및 HD 191089에서 검출된 파편 원반 - 상단 이미지, 하단 형상.[30]

  • Protoplanetary disk HH-30 in Taurus - disk emits the reddish stellar jet.

    황소자리에 있는 원시 행성계 원반 HH-30 - 원반은 붉은색 항성 제트를 방출합니다.

  • Artist's impression of a protoplanetary disk.

    원시 행성계 원반에 대한 아티스트의 인상.

  • A proplyd in the Orion Nebula.

    오리온 성운에 있는 프로플라이드입니다.

  • 비디오는 HL Tauri(예술가 개념)와 같은 젊은 스타를 중심으로 디스크의 진화를 보여준다.

  • Image of the circumtrinary disc around GW Orionis.[31]

    GW Orionis [31]주변의 원반 이미지.

「 」를 참조해 주세요.

Wikimedia Commons에는 원시행성계 원반과 관련된 미디어가 있습니다.

레퍼런스

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