الأقراص الكوكبية الأولية والتدفقات النفاثة
نظرًا لأن الغاز المنهار يحمل زخمًا زاويًا، فإن النجم الفتي يكون محاطًا بقرص دوار يغذي نموه وينشئ الكواكب، بينما تنطلق تدفقات نفاثة ممغنطة عمودية على القرص وتحمل الزخم الزاوي بعيدًا.
Definition
الأقراص الكوكبية الأولية هي أقراص دوارة من الغاز والغبار تحيط بالنجوم الفتية التي تتشكل منها الكواكب، والتدفقات النفاثة هي تدفقات سريعة ومُجمّعة تنطلق على طول محور القرص وتزيل الزخم الزاوي أثناء التراكم.
Scope
يغطي الموضوع بنية الأقراص المحيطة بالنجوم ودرجة حرارتها وعمرها الافتراضي، وتراكم مادة القرص على النجم ومشكلة نقل الزخم الزاوي، وإطلاق التدفقات النفاثة ثنائية القطب والتدفقات الجزيئية بواسطة القوى المغناطيسية، ودور الأقراص كمواطن ولادة للأنظمة الكوكبية.
Core questions
- لماذا تمتلك النجوم الفتية أقراصًا؟
- كيف تفقد المادة في القرص الزخم الزاوي وتتراكم على النجم؟
- كيف تنطلق التدفقات النفاثة ثنائية القطب والتدفقات الخارجية للنجوم الفتية؟
- كيف تؤدي الأقراص إلى نشأة الأنظمة الكوكبية؟
Key concepts
- قرص محيط بالنجم
- تراكم
- نقل الزخم الزاوي
- عدم الاستقرار المغناطيسي الدوراني
- تدفق نفاث ثنائي القطب
- جسم هيربيغ-هارو
- رياح القرص
Key theories
- تراكم القرص ونقل الزخم الزاوي
- يحافظ الزخم الزاوي على الغاز المتساقط في قرص دوار؛ ولكي تتراكم المادة على النجم، يجب إعادة توزيع الزخم الزاوي إلى الخارج، عن طريق اللزوجة المضطربة التي يُعتقد أنها تنشأ من عدم الاستقرار المغناطيسي الدوراني أو عن طريق رياح القرص الممغنطة.
- إطلاق التدفقات النفاثة بالطرد المركزي المغناطيسي
- تدفع خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق القرص الدوار والنجم الغاز المتأين إلى الخارج على طول محور الدوران، مما يجمعه في تدفقات نفاثة ثنائية القطب سريعة تصدم الوسط المحيط كأجسام هيربيغ-هارو وتحمل الزخم الزاوي الذي يجب أن يتخلص منه التراكم.
Mechanisms
يستقر التدفق الدوار المتساقط في قرص حيث ينقل الاحتكاك أو العزوم المغناطيسية الزخم الزاوي إلى الخارج، مما يسمح للغاز بالتحرك حلزونيًا إلى الداخل والتراكم على النجم. تعمل المجالات المغناطيسية الراسخة في القرص الدوار والنجم على تسريع وتجميع بعض هذه المواد في تدفقات نفاثة على طول القطبين، والتي تخترق الغاز المحيط وتزيل الزخم الزاوي من النظام.
Clinical relevance
الأقراص الكوكبية الأولية هي مواقع تشكل الكواكب، لذا فإن بنيتها وكتلها وأعمارها تحدد الظروف اللازمة لبناء الأنظمة الكوكبية؛ وتنظم التدفقات النفاثة والتدفقات الخارجية التراكم، وتحقن الطاقة والزخم في السحب، وهي علامات بارزة على استمرار تشكل النجوم.
History
استُدلت الأقراص حول النجوم الفتية من الفوائض تحت الحمراء ثم صُوّرت مباشرة؛ وقد حدد بالبوس وهاولي في عام 1991 عدم الاستقرار المغناطيسي الدوراني كمصدر محتمل لاضطراب القرص، وشرحت آلية الطرد المركزي المغناطيسي التي طورها بلاندفورد وباين وآخرون إطلاق التدفقات النفاثة.
Debates
- المحرك الرئيسي لتراكم القرص
- لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان التراكم يحكمه بشكل أساسي الاضطراب الناتج عن عدم الاستقرار المغناطيسي الدوراني أو عن طريق رياح القرص الممغنطة التي تزيل الزخم الزاوي عموديًا، خاصة في المناطق ضعيفة التأين حيث قد يتم قمع عدم الاستقرار.
Key figures
- Frank Shu
- Steven Balbus
- John Hawley
- Roger Blandford
Related topics
Seminal works
- frank2014
- shu1987
Frequently asked questions
- لماذا يشكل النجم الفتي قرصًا بدلاً من كرة؟
- يحتوي الغاز المنهار على بعض الدوران، ومع سقوطه إلى الداخل، يحافظ الزخم الزاوي على دورانه؛ يمكن للغاز أن يسقط بحرية على طول محور الدوران ولكنه يعيق بالدوران في المستوى العمودي، لذلك يستقر في قرص مسطح ودوار.
- ما هي أجسام هيربيغ-هارو؟
- هي عقد ساطعة وجبهات صدمية تتكون عندما تصطدم التدفقات النفاثة السريعة من نجم فتي بالغاز النجمي المحيط، مما يؤدي إلى تسخينه بحيث يتوهج؛ وهي تتتبع التدفقات الخارجية التي تصاحب المراحل الأولى لتشكل النجوم.