Возмутитель
спокойствия
Как вокруг молодых звезд образуются планеты? Вопрос вновь открыт - численное моделирование,
осуществленное преподавателем Университета Сан-Франциско Джозефом Барранко (Joseph Barranco) показало, что общепринятый
сценарий образования планет не работает.
С семидесятых годов прошлого века считалось, что ранняя стадия
образования планет из вращающегося вокруг молодой звезды кольцевого облака газа и пыли определяется гравитационной
неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца. Согласно этому сценарию, пыль в кольце постепенно скапливается в его центре,
становясь все плотнее. Это происходит до тех пор, пока не достигается критическая плотность, и из-за неустойчивости пыль
собирается в комки километровых размеров, которые затем сталкиваются друг с другом, слипаются и образуют планеты.
Эта модель была двухмерной и не учитывала силу Кориолиса.
Кроме того, модель пренебрегала сдвиговым
трением различных слоев пылевого диска друг о друга, которое возникает из-за того, что в центре диска пыль и газ
вращаются вокруг звезды несколько быстрее, чем по его краям. Численные расчеты тоже велись по двухмерным моделям и
подтверждали выводы теории.
Было ясно, что силы Кориолиса будут только усугублять гравитационную неустойчивость,
тогда как различия в скорости газа и пыли могут стабилизировать вращение диска. Но никто не предавал этим тонкостям
большого значения.
Барранко первым произвел трехмерные расчеты с учетом сил Кориолиса и различий в скорости газа и
пыли в диске.
Он обнаружил, что разница в скоростях движения пыли и газа вскоре приводит к возникновению
турбулентности, как в быстром бурлящем потоке воды, которая все перемешивает и подавляет гравитационную неустойчивость.
Как же тогда образуются планеты?
Барранко считает, что надо продолжать исследования. Возможно, в еще более
детальных и точных расчетах окажется, что несмотря на турбулентное перемешивание тонкий плотный слой пыли все же
остается в центре диска и там возникает гравитационная неустойчивость. А быть может, действительный механизм начальной
стадии образования планет совершенно иной. И тут открывается широкое поле для гипотез. Но как-то ведь планеты должны
рождаться, раз уж мы живем на одной из них. ГА
Новости подготовили
Галактион Андреев
Александр Бумагин
Владимир Головинов
Евгений Золотов
Денис Коновальчик
Игорь Куксов
Дмитрий Шабанов
Виктор Шепелев
