科學(xué)家模擬太陽(yáng)系早期演化中原行星盤(pán)發(fā)生翹曲
科學(xué)家模擬太陽(yáng)系早期演化中原行星盤(pán)發(fā)生翹曲
（神秘的科學(xué)地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：華威大學(xué)的一項(xiàng)新研究證明了經(jīng)過(guò)的恒星、錯(cuò)位的家模雙星系統(tǒng)和經(jīng)過(guò)的氣體云對(duì)早期恒星系統(tǒng)中行星形成的影響。科學(xué)家們模擬了像這樣的擬太宇宙事件如何在太陽(yáng)系的早期演化中使原行星盤(pán)（行星的“誕生搖籃”）發(fā)生翹曲。他們的陽(yáng)系演化研究結(jié)果于2022年2月3日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上，該研究由英國(guó)皇家學(xué)會(huì)和工程與物理科學(xué)研究委員會(huì)資助。早期中原
太陽(yáng)系是行星由原行星盤(pán)形成的，原行星盤(pán)是生翹大量旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃云，最終將凝聚成我們?cè)谟钪嬷锌吹降目茖W(xué)行星陣列。當(dāng)這些圓盤(pán)年輕時(shí)，家模它們形成了螺旋結(jié)構(gòu)，擬太所有的陽(yáng)系演化塵埃和物質(zhì)被圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)的巨大引力作用拖入密集的旋臂。
但是早期中原天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了數(shù)量驚人的原行星盤(pán)，盡管它們的行星質(zhì)量大到足以擁有螺旋結(jié)構(gòu)，卻沒(méi)有顯示出螺旋結(jié)構(gòu)的生翹證據(jù)。華威大學(xué)的科學(xué)研究小組一直在研究是什么阻礙了星盤(pán)形成螺旋結(jié)構(gòu)。
來(lái)自該大學(xué)物理系的博士生Sahl Rowther使用一種叫做平滑粒子流體動(dòng)力學(xué)的技術(shù)，創(chuàng)建了一個(gè)正常的、平坦的自引力盤(pán)的三維流體力學(xué)模擬。在此基礎(chǔ)上，他向圓盤(pán)添加了不同程度的曲率以使其扭曲，以研究對(duì)圓盤(pán)螺旋結(jié)構(gòu)的影響。除了最小的曲率，所有的螺旋結(jié)構(gòu)都消失了。
原行星盤(pán)中的螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)于通過(guò)引力不穩(wěn)定性形成的行星至關(guān)重要，這些結(jié)果提高了我們對(duì)太陽(yáng)系如何演變的理解。
共同作者、華威大學(xué)物理系的研究員Rebecca Nealon博士說(shuō)：“翹曲將通過(guò)引力不穩(wěn)定性抑制行星的形成，從這個(gè)意義上說(shuō)，這些螺旋結(jié)構(gòu)，即碎裂成最終形成行星的團(tuán)塊，是圓盤(pán)結(jié)構(gòu)將被破壞的地方。任何擾亂螺旋結(jié)構(gòu)的東西都會(huì)使這種結(jié)塊現(xiàn)象更難發(fā)生，也更難通過(guò)引力不穩(wěn)定性形成行星。”
科學(xué)家們解釋說(shuō)，翹曲通過(guò)誘導(dǎo)氣體速度的小幅擾動(dòng)來(lái)加熱圓盤(pán)，因?yàn)樗谲壍郎线\(yùn)行。氣體需要冷卻才能聚集在一起，因此在加熱圓盤(pán)的過(guò)程中，旋臂結(jié)構(gòu)未能形成。
原行星盤(pán)可以有多種方式被扭曲。幾個(gè)例子包括：如果一個(gè)大的天體，比如一顆恒星，在飛越時(shí)經(jīng)過(guò)附近；如果星盤(pán)圍繞著一個(gè)雙星系統(tǒng)，該系統(tǒng)的軌道與星盤(pán)不一致；或者如果附近的氣體來(lái)源增加到了星盤(pán)上。
近年來(lái)，原行星盤(pán)翹曲的證據(jù)大大增加，表明它們?cè)谟钪嬷斜纫郧罢J(rèn)為的更常見(jiàn)。這也為大量沒(méi)有顯示螺旋結(jié)構(gòu)的大質(zhì)量原行星盤(pán)提供了一個(gè)潛在的解釋。
Nealon博士補(bǔ)充說(shuō)：“通常我們認(rèn)為這些圓盤(pán)是在孤立的情況下形成的，但實(shí)際情況并非如此。這是一個(gè)混亂的鄰域，附近有很多恒星，你可能有一顆恒星從附近經(jīng)過(guò)，這種引力作用足以導(dǎo)致這種翹曲。”
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