Cakram dan Pancaran Protoplanet

Karena gas yang runtuh membawa momentum sudut, bintang muda dikelilingi oleh cakram berputar yang mendukung pertumbuhannya dan menjadi benih planet, sementara pancaran termagnetisasi menembak tegak lurus terhadap cakram dan membawa momentum sudut menjauh.

Definition

Cakram protoplanet adalah cakram gas dan debu yang berputar mengelilingi bintang muda tempat planet terbentuk, dan pancaran adalah aliran keluar yang terkolimasi dan cepat yang diluncurkan sepanjang sumbu cakram yang menghilangkan momentum sudut selama akresi.

Scope

Topik ini mencakup struktur, suhu, dan masa hidup cakram sirkumstellar, akresi materi cakram ke bintang dan masalah transportasi momentum sudut, peluncuran pancaran bipolar dan aliran keluar molekuler oleh gaya magnet, serta peran cakram sebagai tempat kelahiran sistem keplanetan.

Core questions

• Mengapa bintang muda memiliki cakram?
• Bagaimana materi dalam cakram kehilangan momentum sudut dan berakresi ke bintang?
• Bagaimana pancaran bipolar dan aliran keluar bintang muda diluncurkan?
• Bagaimana cakram memunculkan sistem keplanetan?

Key concepts

• cakram sirkumstellar
• akresi
• transportasi momentum sudut
• ketidakstabilan magnetorotasi
• pancaran bipolar
• objek Herbig-Haro
• angin cakram

Key theories

Akresi cakram dan transportasi momentum sudut

Konservasi momentum sudut memaksa gas yang jatuh bebas ke dalam cakram yang berputar; agar materi dapat berakresi ke bintang, momentum sudut harus didistribusikan ke luar, oleh viskositas turbulen yang diperkirakan berasal dari ketidakstabilan magnetorotasi atau oleh angin cakram yang termagnetisasi.

Peluncuran pancaran magnetosentrifugal

Garis medan magnet yang menembus cakram dan bintang yang berputar melontarkan gas terionisasi ke luar sepanjang sumbu rotasi, mengkolimasinya menjadi pancaran bipolar cepat yang mengejutkan medium di sekitarnya sebagai objek Herbig-Haro dan membawa momentum sudut yang harus dilepaskan oleh akresi.

Mechanisms

Jatuh bebas yang berputar mengendap menjadi cakram di mana gesekan atau torsi magnetik mengangkut momentum sudut ke luar, memungkinkan gas berputar ke dalam dan berakresi ke bintang. Medan magnet yang tertambat pada cakram dan bintang yang berputar mempercepat dan mengkolimasi sebagian materi ini menjadi pancaran di sepanjang kutub, yang menabrak gas di sekitarnya dan menghilangkan momentum sudut dari sistem.

Clinical relevance

Cakram protoplanet adalah lokasi pembentukan planet, sehingga struktur, massa, dan masa hidupnya menentukan kondisi untuk membangun sistem keplanetan; pancaran dan aliran keluar mengatur akresi, menyuntikkan energi dan momentum ke dalam awan, dan merupakan penanda mencolok dari pembentukan bintang yang sedang berlangsung.

History

Cakram di sekitar bintang muda disimpulkan dari kelebihan inframerah dan kemudian dicitrakan secara langsung; ketidakstabilan magnetorotasi diidentifikasi oleh Balbus dan Hawley pada tahun 1991 sebagai sumber kemungkinan turbulensi cakram, dan mekanisme magnetosentrifugal yang dikembangkan oleh Blandford, Payne, dan lainnya menjelaskan peluncuran pancaran.

Debates

Pendorong dominan akresi cakram

Apakah akresi diatur terutama oleh turbulensi dari ketidakstabilan magnetorotasi atau oleh angin cakram yang termagnetisasi yang menghilangkan momentum sudut secara vertikal masih diperdebatkan, terutama di daerah yang terionisasi dengan buruk di mana ketidakstabilan dapat ditekan.

Key figures

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

Seminal works

• frank2014
• shu1987

Frequently asked questions

Mengapa bintang muda membentuk cakram alih-alih bola?

Gas yang runtuh memiliki rotasi, dan saat jatuh ke dalam, konservasi momentum sudut memutarnya; gas dapat jatuh bebas sepanjang sumbu rotasi tetapi tertahan oleh rotasi di bidang tegak lurus, sehingga mengendap menjadi cakram pipih yang berputar.

Apa itu objek Herbig-Haro?

Mereka adalah simpul terang dan muka kejut yang tercipta ketika pancaran cepat dari bintang muda menabrak gas antarbintang di sekitarnya, memanaskannya sehingga bersinar; mereka melacak aliran keluar yang menyertai tahap-tahap awal pembentukan bintang.