قرص‌ها و جت‌های پیش‌سیاره‌ای

از آنجا که گاز در حال فروپاشی تکانه زاویه‌ای را با خود حمل می‌کند، یک ستاره جوان توسط یک دیسک چرخان احاطه شده است که رشد آن را تغذیه کرده و بذر سیارات را می‌کارد، در حالی که جت‌های مغناطیسی به صورت عمود بر دیسک شلیک شده و تکانه زاویه‌ای را از بین می‌برند.

Definition

دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای، دیسک‌های چرخان گاز و غبار هستند که ستاره‌های جوان را احاطه کرده‌اند و سیارات از آن‌ها شکل می‌گیرند، و جت‌ها، جریان‌های خروجی متمرکز و سریعی هستند که در امتداد محور دیسک پرتاب می‌شوند و تکانه زاویه‌ای را در طول برافزایش حذف می‌کنند.

Scope

این موضوع شامل ساختار، دما و طول عمر دیسک‌های اطراف ستاره‌ای، برافزایش مواد دیسک بر روی ستاره و مشکل انتقال تکانه زاویه‌ای، پرتاب جت‌های دوقطبی و جریان‌های مولکولی توسط نیروهای مغناطیسی، و نقش دیسک‌ها به عنوان زادگاه سیستم‌های سیاره‌ای است.

Core questions

• چرا ستاره‌های جوان دیسک دارند؟
• چگونه مواد موجود در یک دیسک تکانه زاویه‌ای را از دست می‌دهند و بر روی ستاره برافزایش می‌یابند؟
• جت‌های دوقطبی و جریان‌های خروجی ستاره‌های جوان چگونه پرتاب می‌شوند؟
• دیسک‌ها چگونه به سیستم‌های سیاره‌ای منجر می‌شوند؟

Key concepts

• دیسک اطراف ستاره‌ای
• برافزایش
• انتقال تکانه زاویه‌ای
• ناپایداری مغناطیسی-چرخشی
• جت دوقطبی
• جرم هربیگ-هارو
• باد دیسک

Key theories

برافزایش دیسک و انتقال تکانه زاویه‌ای

حفظ تکانه زاویه‌ای گاز ورودی را مجبور به تشکیل یک دیسک چرخان می‌کند؛ برای اینکه مواد بر روی ستاره برافزایش یابند، تکانه زاویه‌ای باید به سمت بیرون بازتوزیع شود، از طریق ویسکوزیته آشفته که تصور می‌شود از ناپایداری مغناطیسی-چرخشی یا از طریق بادهای دیسک مغناطیسی ناشی می‌شود.

پرتاب جت‌ها با مکانیسم مغناطیسی-گریز از مرکز

خطوط میدان مغناطیسی که از دیسک و ستاره چرخان عبور می‌کنند، گاز یونیزه شده را در امتداد محور چرخش به سمت بیرون پرتاب می‌کنند و آن را به جت‌های دوقطبی سریع متمرکز می‌کنند که محیط اطراف را به عنوان اجرام هربیگ-هارو شوک می‌دهند و تکانه زاویه‌ای را که برافزایش باید از دست بدهد، با خود می‌برند.

Mechanisms

جریان ورودی چرخان در یک دیسک مستقر می‌شود که در آن اصطکاک یا گشتاورهای مغناطیسی تکانه زاویه‌ای را به سمت بیرون منتقل می‌کنند و به گاز اجازه می‌دهند به سمت داخل مارپیچ شده و بر روی ستاره برافزایش یابد. میدان‌های مغناطیسی که در دیسک و ستاره چرخان لنگر انداخته‌اند، بخشی از این مواد را در امتداد قطبین به جت‌ها شتاب داده و متمرکز می‌کنند که به گاز اطراف نفوذ کرده و تکانه زاویه‌ای را از سیستم حذف می‌کنند.

Clinical relevance

دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای مکان‌های تشکیل سیاره هستند، بنابراین ساختار، جرم و طول عمر آن‌ها شرایط را برای ساخت سیستم‌های سیاره‌ای تعیین می‌کند؛ جت‌ها و جریان‌های خروجی برافزایش را تنظیم می‌کنند، انرژی و تکانه را به ابرها تزریق می‌کنند و نشانه‌های برجسته‌ای از تشکیل ستاره در حال انجام هستند.

History

دیسک‌های اطراف ستاره‌های جوان از طریق اضافات فروسرخ استنباط شدند و بعدها به طور مستقیم تصویربرداری شدند؛ ناپایداری مغناطیسی-چرخشی توسط بالبوس و هاولی در سال 1991 به عنوان منبع احتمالی آشفتگی دیسک شناسایی شد، و مکانیسم مغناطیسی-گریز از مرکز که توسط بلاندفورد، پین و دیگران توسعه یافت، پرتاب جت‌ها را توضیح داد.

Debates

محرک اصلی برافزایش دیسک

اینکه آیا برافزایش عمدتاً توسط آشفتگی ناشی از ناپایداری مغناطیسی-چرخشی یا توسط بادهای دیسک مغناطیسی که تکانه زاویه‌ای را به صورت عمودی حذف می‌کنند، کنترل می‌شود، همچنان مورد بحث است، به ویژه در مناطق کم یونیزه که ممکن است ناپایداری سرکوب شود.

Key figures

• Frank Shu
• Steven Balbus
• John Hawley
• Roger Blandford

Seminal works

• frank2014
• shu1987

Frequently asked questions

چرا یک ستاره جوان به جای یک کره، یک دیسک تشکیل می‌دهد؟

گاز در حال فروپاشی مقداری چرخش دارد و با فروپاشی به سمت داخل، حفظ تکانه زاویه‌ای آن را به چرخش در می‌آورد؛ گاز می‌تواند آزادانه در امتداد محور چرخش سقوط کند اما توسط چرخش در صفحه عمود بر آن متوقف می‌شود، بنابراین در یک دیسک مسطح و چرخان مستقر می‌شود.

اجرام هربیگ-هارو چه هستند؟

آنها گره‌های روشن و جبهه‌های شوکی هستند که در جایی ایجاد می‌شوند که جت‌های سریع از یک ستاره جوان به گاز میان‌ستاره‌ای اطراف برخورد می‌کنند و آن را گرم می‌کنند تا بدرخشد؛ آنها جریان‌های خروجی را که مراحل اولیه تشکیل ستاره را همراهی می‌کنند، ردیابی می‌کنند.