ผลต่างระหว่างรุ่นของ "จานรอบดาวฤกษ์"
สร้างขึ้นโดยการแปลหน้า "星周円盤" |
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
||
บรรทัด 88: | บรรทัด 88: | ||
== อ้างอิง == |
== อ้างอิง == |
||
<references group=""> |
<references group=""> |
||
{{Reflist |colwidth=30em |refs= |
|||
<ref name="eoa">{{Citation |和書 |editor=[[岡村定矩]]・家 正則・犬塚修一郎・[[小山勝二]]・千葉柾司・富阪幸治 |date=2012-07-20 |title=天文学辞典 |page=214 |series=シリーズ現代の天文学 |volume=別 |publisher=日本評論社 |isbn=978-4-535-60738-5 }}</ref> |
|||
<ref name="stsci-2014-16">{{Cite web |title=Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in Hubble Archive |url=http://hubblesite.org/news_release/news/2014-16 |work=HubbleSite |publisher=[[宇宙望遠鏡科学研究所|STScI]] |accessdate=2014-04-29 }}</ref> |
|||
<ref name="hartmann98">{{Citation |author=Hartmann, Lee; et al. |date=1998-03 |title=Accretion and the Evolution of T Tauri Disks |journal=[[アストロフィジカルジャーナル|Astrophysical Journal]] |volume=495 |issue=1 |pages=385-400 |doi= 10.1086/305277 |bibcode = 1998ApJ...495..385H }}</ref> |
|||
<ref name="eso1549">{{Cite web |title=ALMA Reveals Planetary Construction Sites |url=http://www.eso.org/public/news/eso1549/ |publisher=ESO |accessdate=2015-12-21 }}</ref> |
|||
<ref name="bb97">{{Citation |last1=Bate |first=Matthew R. |last2=Bonnell |first2=Ian A. |date=1997-02 |title=Accretion during binary star formation - II. Gaseous accretion and disc formation |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=285 |issue=1 |pages=33-48 |doi= 10.1093/mnras/285.1.33 |bibcode=1997MNRAS.285...33B }}</ref> |
|||
<ref name="lp97">{{Citation |last1=Larwood |first1=John D. |last2=Papaloizou |first2=John C. B. |date=1997-02 |title=The hydrodynamical response of a tilted circumbinary disc: linear theory and non-linear numerical simulations |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=285 |issue=2 |pages=288-302 |arxiv=astro-ph/9609145 |doi=10.1093/mnras/285.2.288 |bibcode=1997MNRAS.285..288L }}</ref> |
|||
<ref name="roddier96">{{Citation |author=Roddier, C.; et al. |date=1996-05 |title=Adaptive Optics Imaging of GG Tauri: Optical Detection of the Circumbinary Ring |journal=Astrophysical Journal |volume=463 |pages=326-335 |doi= 10.1086/177245 |bibcode=1996ApJ...463..326R }}</ref> |
|||
<ref name="bp75">{{Citation |last1=Bardeen |first1=James M. |last2=Petterson |first2=Jacobus A. |date=1975-01-15 |title=The Lense-Thirring effect and accretion discs around Kerr black holes |journal=Astrophysical Journal Letters |volume=195 |pages=L65-L67 |doi=10.1086/181711 |bibcode=1975ApJ...195L..65B }}</ref> |
|||
<ref name="tp00">{{Citation |last1=Terquem |first1=C. |last2=Papaloizou |first2=J. C. B. |date=2000-08 |title=The response of an accretion disc to an inclined dipole with application to AA Tau |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=360 |pages=1031-1042 |bibcode=2000A&A...360.1031T |arxiv=astro-ph/0006113 }}</ref> |
|||
<ref name="pringle96">{{Citation |last=Pringle |first=J. E. |date=1996-07 |title=Self-induced warping of accretion discs |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=281 |issue=1 |pages=357-361 |doi= 10.1093/mnras/281.1.357 |bibcode=1996MNRAS.281..357P }}</ref> |
|||
<ref name="mb97">{{Citation |last1=Maloney |first1=Philip R. |last2=Begelman |first2=Mitchell C. |date=1997-12 |title=The Origin of Warped, Precessing Accretions Disks in X-Ray Binaries |journal=Astrophysical Journal Letters |volume=491 |issue=1 |pages=L43-L46 |doi=10.1086/311058 |arxiv=astro-ph/9710060 |bibcode = 1997ApJ...491L..43M }}</ref> |
|||
<ref name="potw1652a">{{Cite web |title=Planets in the making |url=https://www.eso.org/public/images/potw1652a/ |publisher=ESO |accessdate=2016-12-26 }}</ref> |
|||
<ref name="mamajek09">{{Citation |last=Mamajek |first=Eric E. |date=2009-08 |title=Initial Conditions of Planet Formation: Lifetimes of Primordial Disks |journal=AIP Conference Proceedings |volume=1158 |pages=3-10 |doi=10.1063/1.3215910 |bibcode=2009AIPC.1158....3M |arxiv=0906.5011 }}</ref> |
|||
<ref name="cieza07">{{Citation |author=Cieza, Lucas; et al. |date=2007 |title=The Spitzer c2d Survey of Weak-Line T Tauri Stars. II. New Constraints on the Timescale for Planet Building |journal=Astrophysical Journal |volume=667 |issue=1 |pages=308-328 |doi=10.1086/520698 |bibcode = 2007ApJ...667..308C |arxiv=0706.0563 }}</ref> |
|||
<ref name="nbr00">{{Citation |last1=Nelson |first1=Andrew F. |last2=Benz |first2=Willy |last3=Ruzmaikina |first3=Tamara V. |date=2000-01 |title=Dynamics of Circumstellar Disks. II. Heating and Cooling |journal=Astrophysical Journal |volume=529 |issue=1 |pages=357-390 |doi=10.1086/308238 |bibcode=2000ApJ...529..357N }}</ref> |
|||
<ref name="cgs01">{{Citation |last=Clarke |first=C. |last2=Gendrin |first2=A. |last3=Sotomayor |first3=M. |date=2001-12 |title=The dispersal of circumstellar discs: the role of the ultraviolet switch |journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |volume=328 |pages=485-491 |doi=10.1046/j.1365-8711.2001.04891.x |bibcode = 2001MNRAS.328..485C }}</ref> |
|||
<ref name="bryden99">{{Citation |last=Bryden, G.; et al. |date=1999-03 |title=Tidally Induced Gap Formation in Protostellar Disks: Gap Clearing and Suppression of Protoplanetary Growth |journal=Astrophysical Journal |volume=514 |issue=1 |pages=344-367 |doi=10.1086/306917 |bibcode=1999ApJ...514..344B }}</ref> |
|||
<ref name="armitage11">{{citation |last=Armitage |first=Philip J. |date=2011-09 |title=Dynamics of Protoplanetary Disks |journal=Annual Review of Astronomy and Astrophysics |volume=49 |issue=1 |pages=195-236 |doi=10.1146/annurev-astro-081710-102521 |bibcode=2011ARA&A..49..195A |arxiv = 1011.1496 }}</ref> |
|||
<!-- |
|||
<ref name="lagrange10">{{Citation |author=Lagrange, A.-M.; et al. |date=2010-07 |title=A Giant Planet Imaged in the Disk of the Young Star β Pictoris |journal=Science |volume=329 |issue=5987 |page=57 |doi=10.1126/science.1187187 |bibcode=2010Sci...329...57L }}</ref> |
|||
<ref name="kalas08">{{Citation |author=Kalas, Paul; et al. |date=2008-11 |title=Optical Images of an Exosolar Planet 25 Light-Years from Earth |journal=Science |volume=322 |issue=5906 |page=1345 |doi=10.1126/science.1166609 |bibcode=2008Sci...322.1345K }}</ref> |
|||
--> |
|||
<ref name="pr03">{{Citation |last1=Porter |first1=John M. |last2=Rivinius |first2=Thomas |date=2003-10 |title=Classical Be Stars |journal=Publications of the Astronomical Society of the Pacific |volume=115 |issue=812 |pages=1153-1170 |doi=10.1086/378307 |bibcode=2003PASP..115.1153P }}</ref> |
|||
<ref name="eso1024">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso1024/ |date=2010-06-10 |title=Exoplanet Caught on the Move |publisher=[[ヨーロッパ南天天文台|ESO]] |accessdate=2017-09-09 }}</ref> |
|||
<ref name="heic0821">{{Cite web |url=https://www.spacetelescope.org/news/heic0821/ |date=2008-11-13 |title=Hubble directly observes planet orbiting Fomalhaut |publisher=[[欧州宇宙機関|ESA]] |accessdate=2017-09-09 }}</ref> |
|||
<ref name="eso0743">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso0743/ |date=2007-09-27 |title=Into the Chrysalis |publisher=ESO |accessdate=2017-09-12 }}</ref> |
|||
<ref name="deroo07">{{Citation |author=Deroo, P.; et al. |date=2007-11 |title=AMBER and MIDI interferometric observations of the post-AGB binary IRAS 08544-4431: the circumbinary disc resolved |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=474 |issue=3 |pages=L45-L48 |doi=10.1051/0004-6361:20078079 |bibcode=2007A&A...474L..45D }}</ref> |
|||
<ref name="eso1434">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso1434/ |date=2014-10-29 |title=Planet-forming Lifeline Discovered in a Binary Star System |publisher=ESO |accessdate=2017-09-12 }}</ref> |
|||
<ref name="benisty11">{{Citation |author=Benisty, M.; et al. |date=2011-07 |title=A low optical depth region in the inner disk of the Herbig Ae star HR 5999 |journal=[[アストロノミー・アンド・アストロフィジックス|Astronomy and Astrophysics]] |volume=531 |page=A84 |doi=10.1051/0004-6361/201016091 |bibcode=2011A&A...531A..84B }}</ref> |
|||
<ref name="dewit11">{{Citation |author=de Wit, W. J.; et al. |date=2011-02 |title=Mid-infrared interferometry towards the massive young stellar object CRL 2136: inside the dust rim |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=526 |page=L5 |doi=10.1051/0004-6361/201016062 |bibcode=2011A&A...526L...5D }}</ref> |
|||
<ref name="eso1310">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso1310/ |title=The Birth of a Giant Planet? |date=2013-02-28 |publisher=ESO |accessdate=2017-09-15 }}</ref> |
|||
<ref name="potw1625a">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/images/potw1625a/ |title=Boulevard of broken rings |date=2016-06-20 |publisher=ESO |accessdate=2017-09-15 }}</ref> |
|||
<ref name="eso1417">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso1417/ |title=First Light for SPHERE Exoplanet Imager |date=2014-06-04 |publisher=ESO |accessdate=2017-09-15 }}</ref> |
|||
<ref name="becklin05">{{Citation |author=Becklin, E. E.; et al. |date=2005-10 |title=A Dusty Disk around GD 362, a White Dwarf with a Uniquely High Photospheric Metal Abundance |journal=Astrophysical Journal |volume=632 |issue=2 |pages=L119-L122 |doi=10.1086/497826 |bibcode=2005ApJ...632L.119B }}</ref> |
|||
<ref name="fjz09">{{Citation |last1=Farihi |first1=J. |last2=Jura |first2=M. |last3=Zuckerman |first3=B. |date=2009-04 |title=Infrared Signatures of Disrupted Minor Planets at White Dwarfs |journal=Astrophysical Journal |volume=694 |issue=2 |pages=805-819 |doi=10.1088/0004-637X/694/2/805 |bibcode=2009ApJ...694..805F }}</ref> |
|||
<ref name="wc11">{{Citation |last1=Williams |first1=Jonathan P. |last2=Cieza |first2=Lucas A. |date=2011-09 |title=Protoplanetary Disks and Their Evolution |journal=Annual Review of Astronomy and Astrophysics |volume=49 |issue=1 |pages=67-117 |doi=10.1146/annurev-astro-081710-102548 |bibcode=2011ARA&A..49...67W }}</ref> |
|||
<ref name="dds07">{{Citation |author=Domiciano de Souza, A.; et al. |date=2007-03 |title=AMBER/VLTI and MIDI/VLTI spectro-interferometric observations of the B[e] supergiant CPD-57°2874. Size and geometry of the circumstellar envelope in the near- and mid-IR |journal=Astronomy and Astrophysics |volume=464 |issue=1 |pages=81-86 |doi=10.1051/0004-6361:20054134 |bibcode=2007A&A...464...81D }}</ref> |
|||
<ref name="eso0538">{{Cite web |url=http://www.eso.org/public/news/eso0538/ |title=Sharp Vision Reveals Intimacy of Stars |date=2005-11-24 |publisher=ESO |accessdate=2017-09-15 }}</ref> |
|||
<ref name="wyatt15">{{Citation |author=Wyatt, M. C.; et al. |date=2015-06 |title=Five steps in the evolution from protoplanetary to debris disk |journal=Astrophysics and Space Science |volume=357 |issue=2 |page=103 |doi=10.1007/s10509-015-2315-6 |bibcode=2015Ap&SS.357..103W }}</ref> |
|||
}} |
|||
</references> |
</references> |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
== อ่านเพิ่ม == |
== อ่านเพิ่ม == |
||
* [[จานพอกพูนมวล]] |
* [[จานพอกพูนมวล]] |
||
* [[ดาวเคราะห์นอกระบบ]] |
* [[ดาวเคราะห์นอกระบบ]] |
||
* [[กำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ]] |
* [[กำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ]] |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
[[หมวดหมู่:วัตถุทางดาราศาสตร์]] |
[[หมวดหมู่:วัตถุทางดาราศาสตร์]] |
||
[[หมวดหมู่:จานรอบดาวฤกษ์]] |
[[หมวดหมู่:จานรอบดาวฤกษ์]] |
รุ่นแก้ไขเมื่อ 22:28, 30 มิถุนายน 2566
จานรอบดาวฤกษ์ (circumstellar disc หรือ circumstellar disk) คือกลุ่มก้อนของมวลสารที่รวมกลุ่มกันเป็นรูปร่างคล้ายแผ่นจานอยู่รอบดาวฤกษ์ เช่น ก๊าซ ฝุ่นคอสมิก ดาวเคราะห์น้อย และเศษซากวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ อาจเกิดขึ้นได้จากกระบวนการหลากหลายรูปแบบ
ที่รอบ ๆ ดาวฤกษ์อายุน้อย จานรอบดาวฤกษ์จะกลายเป็นวัตถุดิบในการสร้างระบบดาวเคราะห์ นอกจากนี้ที่รอบดาวมวลอัดแน่น แผ่นจานอาจก่อตัวขึ้นจากมวลที่ตกเข้าสู่ศูนย์กลาง
ลักษณะของจานรอบดาวฤกษ์แต่ละแบบ
ดาวฤกษ์อายุน้อย
ในทฤษฎีมาตรฐานของการก่อตัวของดาวฤกษ์นั้น ดาวฤกษ์อายุน้อย (หรือดาวฤกษ์ก่อนเกิด) เกิดจากการหดตัวด้วยความโน้มถ่วงของมวลสารบางส่วนภายในเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ วัสดุที่ถูกดึงดูดให้เข้ามารวมตัวกันนี้มีโมเมนตัมเชิงมุม และก่อตัวเป็นจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่มีก๊าซเป็นส่วนประกอบขึ้นมาล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อยที่กำลังหมุนรอบตัวเอง จานรอบดาวฤกษ์ที่ก่อตัวขึ้นประกอบไปด้วยก๊าซและฝุ่นหนาแน่น และยังคงมีสสารโดนดูดเข้าไปยังใจกลางดาวอยู่เรื่อย ๆ แผ่นจานมีมวลเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของมวลดาวฤกษ์ใจกลาง และก๊าซส่วนใหญ่ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักคือไฮโดรเจน เหตุการณ์การพอกพูนจะกินเวลานานหลายล้านปี โดยปกติแล้วมวลจะค่อย ๆ ถูกดึงดูดเข้าไปสั่งสมบนดาวที่ใจกลางเรื่อย ๆ ประมาณ 1 ส่วนสิบล้านเท่าไปจนถึง 1 ส่วนพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปี[1]
แผ่นจานจะค่อย ๆ เย็นตัวลงในช่วงที่ยังเป็นวัตถุดาวฤกษ์อายุน้อย อนุภาคฝุ่นที่ประกอบจากหินและน้ำแข็งจะก่อตัวขึ้นภายในจาน และอาจเกาะรวมตัวกันแล้วกลายเป็นดาวเคราะห์ในที่สุด หากมวลของจานมีมากพอ การเกาะรวมตัวกันจะยิ่งเร่งขึ้นไปอีกและเกิดเป็นวัตถุต้นกำเนิดดาวเคราะห์ขึ้น การก่อตัวของระบบดาวเคราะห์เป็นผลตามธรรมชาติของกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ สำหรับดาวฤกษ์แบบคล้ายดวงอาทิตย์ โดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 100 ล้านปีในการวิวัฒนาการไปสู่แถบลำดับหลัก
สำหรับดาวฤกษ์มวลค่อนข้างต่ำเช่นดาวฤกษ์ชนิด ที วัวนั้นโดยทั่วไปจะมีแผ่นจานรอบดาวฤกษ์อยู่ อย่างไรก็ตาม ในดาวที่มีมวลมากกว่านั้น เช่น ดาวเฮอร์บิก เออี/บีอีนั้น คาดว่าความดันรังสีจากดาวฤกษ์ใจกลางจะแรงมากและเป็นตัวขัดขวางการก่อตัวของจาน อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดได้ให้หลักฐานทั้งทางทฤษฎีและเชิงสังเกตการณ์สำหรับการก่อตัวของจานรอบดาวเฮอร์บิก เออี/บีอี ซึ่งถูกตรวจพบโดยตรงเช่นกัน[2] นอกจากนี้ยังมีผลลัพธ์ที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของจานในดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีมวลสูงกว่านี้อีกด้วย[3]
ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก
เมื่อดาวฤกษ์วิวัฒนาการเข้าสู่ช่วงลำดับหลัก จานรอบดาวฤกษ์จะค่อย ๆ หายไป ส่วนใหญ่แล้วจะหายไปจากกระบวนการการระเหยด้วยแสง ในขั้นตอนนี้ ถ้ามีจานรอบดาวฤกษ์อยู่มักจะเป็นจานที่อยู่แค่ชั่วคราว หลังจากที่อนุภาคที่เล็กละเอียดกว่าส่วนใหญ่ได้สูญเสียไปโดยปรากฏการณ์พอยน์ติง–รอเบิร์ตสัน ความดันรังสี ฯลฯ ฝุ่นจากการกระทบของวัตถุท้องฟ้าจะก่อตัวเป็นจานเศษซากขึ้น[4]
ในช่วงลำดับหลัก จานรอบดาวฤกษ์ประเภทต่าง ๆ นั้นเป็นที่รู้จักกันดีว่าวิวัฒนาการมาจากจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ตัวอย่างเช่น มีจานรอบดาวฤกษ์ชนิดบีอี ซึ่งกลไกการก่อตัวไม่ชัดเจน[7]
ตัวอย่างในระบบสุริยะ
เศษซากต่าง ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นแผ่นจานในระบบสุริยะประกอบไปด้วย:
- แถบดาวเคราะห์น้อย คือกลุ่มของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่อยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคาร และ ดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งกำเนิดของเมฆฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์
- แถบไคเปอร์ เป็นพื้นที่หนาแน่นของวัตถุท้องฟ้านอกวงโคจรของดาวเนปจูน
- แถบหินกระจาย เป็นพื้นที่หนาแน่นของวัตถุที่กระจัดกระจายออกจากแถบไคเปอร์
- เมฆฮิลส์ เป็นกลุ่มของวัตถุท้องฟ้าที่กระจายเป็นวงแหวนรอบขอบด้านในของเมฆออร์ต เมฆออร์ตชั้นนอกมีรูปร่างใกล้เคียงทรงกลมมากกว่า
หลังจากพ้นลำดับหลัก
มวลสารรอบดาวฤกษ์ที่พบรอบดาวฤกษ์ที่พ้นจากลำดับหลักมาแล้วนั้นเกิดจากการขับมวลออกจากดาวฤกษ์ใจกลาง มวลสารรอบดาวฤกษ์นั้นมีรูปร่างหลากหลายตั้งแต่เปลือกสมมาตรทรงกลมไปจนถึงโครงสร้างที่มีสมมาตรแบบหมุนคล้ายแผ่นจาน โครงสร้างของมวลสารรอบดาวฤกษ์ของดาวยักษ์ในแขนงดาวยักษ์เชิงเส้นกำกับนั้นเกือบจะเป็นทรงกลมเมื่อดูในภาพรวม แต่เมื่อวิวัฒนาการต่อไปจนกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ มักจะแสดงรูปร่างที่มีสมมาตรแบบหมุน เช่น แผ่นจานรีหรือเป็นเส้นกระจายออกไปจากสองขั้วเหนือใต้ ดาวฤกษ์หลังแขนงยักษ์เชิงเส้นกำกับซึ่งเป็นช่วงที่อยู่ในระหว่างวิวัฒนาการช่วงนั้นถูกคาดการณ์กันมานานแล้วว่าน่าจะมีจานรอบดาวฤกษ์ และเพิ่งจะมีการพบหลักฐานโดยตรง
ตัวอย่างเช่น จากการสังเกตการณ์อินเทอร์เฟอโรเมทรีที่มีความละเอียดสูงได้ตรวจพบจานรอบดาวฤกษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในเท่ากับ 10 AU รอบดาว IRAS 08544-4431 ซึ่งเป็นดาวฤกษ์หลังวิวัฒนาการผ่านแขนงยักษ์เชิงเส้นกำกับ[8] คาดกันว่าโครงสร้างคล้ายแผ่นจานที่พบในดาวฤกษ์ระยะสุดท้ายนั้นมีความเกี่ยวข้องกับระบบดาวคู่ รวมถึงสำหรับกรณีของ IRAS 08544-4431 นี้ก็เช่นเดียวกัน
แม้ว่าจะตรวจพบโครงสร้างรอบดาวฤกษ์ที่ไม่มีความสมมาตรเป็นทรงกลมในดาวฤกษ์มวลมากที่วิวัฒนาการแล้วจำนวนมาก แต่ก็ไม่พบหลักฐานโดยตรงว่ามีแผ่นจานอยู่ หลักฐานทางอ้อมบ่งชี้ว่าดาวประเภทที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะมีจานรอบดาวคือดาว B[e][9] ซึ่งมีการหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วและอาจเป็นต้นกำเนิดแสงวาบรังสีแกมมา เป็นไปได้ที่จะก่อให้เกิดการสั่งสมมวลสารบนแถบเส้นศูนย์สูตรของดาว
ช่วงปลายชีวิตดาวฤกษ์
มีการพบว่าดาวแคระขาวบางดวงมีการแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรดมากเป็นพิเศษ ซึ่งเชื่อว่ามีสาเหตุมาจากแผ่นจานรอบดาวฤกษ์ที่ประกอบขึ้นจากฝุ่น[10] ฝุ่นที่ประกอบเป็นจานนั้นเชื่อว่าเป็นซากของวัตถุท้องฟ้าซึ่งครั้งหนึ่งเคยก่อตัวเป็นระบบดาวเคราะห์ เช่น ดาวเคราะห์น้อย[11]
นอกจากนี้ ดาวมวลอัดแน่นอย่าง ดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน และ หลุมดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัตถุท้องฟ้าซึ่งดาวปฐมภูมิของระบบดาวคู่แบบใกล้ชิดได้ถึงจุดสิ้นสุดและกลายเป็นดาวมวลอัดแน่นไปแล้ว ก๊าซจะหมุนรอบดาวมวลอัดแน่นไปในขณะที่ค่อย ๆ ตกลงสู่ในกลางเรื่อย ๆ ซึ่งอาจเกิดเป็นจานพอกพูนมวลขึ้น
ระบบดาวคู่
เมื่อเกิดการรวบรวมก๊าซขึ้นในระบบดาวคู่ จะก่อตัวเป็นจานรอบดาวคู่ (circumbinary disc) ขึ้น ระบบดาวคู่ที่สั่งสมก๊าซซึ่งมีโมเมนตัมเชิงมุมมักจะก่อตัวเป็นจานได้ง่าย[12] จานในระบบดาวคู่อาจแบ่งออกเป็น 3 ประเภท
- จานรอบดาวปฐมภูมิ (ดาวฤกษ์มวลมากกว่าใน 2 ดวง) สามารถก่อตัวขึ้นได้หากก๊าซที่สะสมมีโมเมนตัมเชิงมุมอยู่[12]
- จานรอบดาวทุติยภูมิ (ดาวฤกษ์มวลน้อยกว่า) โดยปกติจะไม่สามารถก่อตัวได้ เว้นแต่ก๊าซที่สั่งสมจะมีโมเมนตัมเชิงมุมสูงเพียงพอ ขนาดโมเมนตัมเชิงมุมที่จำเป็นนั้นจะพิจารณาจากอัตราส่วนมวลของดาวฤกษ์ปฐมภูมิต่อดาวฤกษ์ทุติยภูมิ
- จานรอบดาวคู่ เป็นจานที่ก่อตัวขึ้นล้อมรอบทั้งดาวปฐมภูมิและดาวทุติยภูมิ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในใหญ่กว่าวงโคจรของดาวคู่ เชื่อกันว่าจานรอบดาวคู่มีมวลสูงสุดอยู่ที่ 0.5% ของมวลดวงอาทิตย์[13][12] ระบบดาวที่มีจานรอบดาวคู่อยู่ได้แก่ GG Tauri เป็นต้น[14]
จานมักมีลักษณะสมมาตรและก่อตัวในระนาบการโคจรของระบบดาวคู่ แต่อาจได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ของบาร์ดีน–เพตเตอร์สัน[15] สนามแม่เหล็กขั้วคู่ที่ไม่สม่ำเสมอ[16] ความดันรังสี[17] และแรงน้ำขึ้นลง[13] ทำให้แผ่นจานอาจบิดตัวหรือเอียง ตัวอย่างของจานแบบเอียงสามารถพบได้ใน Her X-1, SS 433 เป็นต้น การแผ่รังสีเอกซ์จะลดลงและเพิ่มขึ้นเป็นคาบ 30 ถึง 300 วัน ซึ่งนานกว่าคาบการโคจรของดาวคู่มาก[18] สันนิษฐานว่าเกิดจากการหมุนควงของจานรอบดาวฤกษ์ปฐมภูมิหรือจานรอบดาวคู่ ซึ่งโดยปกติจะโคจรกลับทิศเมื่อเทียบกับวงโคจรของดาวคู่
วิวัฒนาการของจานรอบดาวฤกษ์
วิวัฒนาการของจานรอบดาวฤกษ์อาจแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนตามการเปลี่ยนแปลงตามช่วงวิวัฒนาการของโครงสร้างและส่วนประกอบหลัก
วิธีการจำแนกแบบหนึ่งคือดูที่ขนาดของอนุภาค เช่น ฝุ่น ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของจาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีระยะที่อนุภาคขนาด 1 μm ลงมาเป็นองค์ประกอบหลัก, ระยะที่อนุภาคเติบโตกลายเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้น, ระยะที่มีความหนาแน่นมากขึ้นและก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ก่อนเกิด และ ระยะที่เติบโตต่อไปอีกจนเกิดเป็นระบบดาวเคราะห์ขึ้น
อีกทางเลือกหนึ่ง จากปริมาณของก๊าซและแบบจำลองของการก่อตัวดาวทางทฤษฎี อาจจำแนกออกเป็น 3 ขั้นตอนดังนี้
- จานดาวเคราะห์ก่อนเกิด เป็นจานที่มีสสารดั้งเดิมจำนวนมาก เช่น ก๊าซและฝุ่น ซึ่งอาจก่อตัวเป็นดาวเคราะห์
- จานช่วงเปลี่ยนผ่าน คือจานที่ก๊าซและฝุ่นหมดลงและอยู่ในตำแหน่งระหว่างจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์และจานเศษซาก ขนาดของอนุภาคฝุ่นจะใหญ่กว่าขนาดของจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด และความหนาของเส้นรอบวงรอบนอกของจานก็ลดลงด้วย เมื่อวิวัฒนาการดำเนินไป จะมีรูปรากฏขึ้นตรงกลางของจาน
- จานเศษซาก เป็นจานที่ประกอบด้วยฝุ่นละเอียด และก๊าซที่เกิดจากการชนกันและการกลายเป็นไอ โดยอาจมีก๊าซอยู่เพียงเล็กน้อยหรือในบางกรณีอาจไม่มีเลย ก๊าซที่มีอยู่ก่อนและอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กจะกระจายหายไปหรือถูกจับโดยดาวเคราะห์
ในระบบสุริยะ ฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์ในระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์ (สุริยวิถี) ที่เกิดจากการชนกันของดาวเคราะห์น้อยหรือการกลายเป็นไอของดาวหางสามารถเห็นเป็นแสงจักรราศีจากบนโลก
นอกจากนี้ ในระหว่างการวิวัฒนาการจากจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดไปสู่จานเศษซาก สามารถสังเกตเห็นการลดลงของจำนวนอนุภาคฝุ่นขนาดเล็กระดับมิลลิเมตรในบริเวณรอบนอกของจานการเพิ่มขึ้นของปริมาณฝุ่นอุณหภูมิสูงในบริเวณวงในของจาน และการหายไปของก๊าซ[19]
กระบวนการกระจายหายไป
หนึ่งในปรากฏการณ์สำคัญที่เกิดจากวิวัฒนาการของจานรอบดาวคือการกระจายหายไปของมวลสาร การวิจัยศึกษากระบวนการกระจายหายไปของมวลสารในแต่ละขั้นตอนวิวัฒนาการของจานรอบดาว ร่วมกับข้อมูลเกี่ยวกับมวลของดาวฤกษ์ใจกลางนั้น จะให้เบาะแสเกี่ยวกับมาตราส่วนเวลาวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น จากผลการสังเกตการณ์กระบวนการกระจายหายไปของมวลสารในจานช่วงเปลี่ยนผ่าน (จานที่มีรูภายใน[20]) ได้ประมาณอายุเฉลี่ยของจานรอบดาวฤกษ์ไว้ประมาณ 10 ล้านปี[21]
ยังไม่มีทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับแน่ชัดเกี่ยวกับกลไกของกระบวนการกระจายหายไป รวมถึงช่วงระยะหรือมาตราส่วนเวลาที่กระบวนการกระจายหายไปเกิดขึ้น มีการเสนอสมมติฐานหลายข้อและลักษณะเชิงสังเกตการณ์ที่คาดการณ์ไว้ของจานเพื่ออธิบายกระบวนการกระจายหายไปของจานรอบดาวฤกษ์ สมมติฐานหลัก ๆ เช่น ฝุ่นจะทึบแสงน้อยลงเมื่อเติบโตเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นจึงสังเกตได้ยากขึ้น[22] หรืออาจเกิดจากการระเหยด้วยแสงเนื่องจากโฟตอนของรังสีเอกซ์และรังสีอัลตราไวโอเลตที่มาจากดาวที่ใจกลาง (หรือ ลมดาวฤกษ์)[23] หรืออาจเป็นเพราะได้รับอิทธิพลดาวเคราะห์ยักษ์ที่ก่อกำเนิดขึ้นภายในจาน[24]
ระยะเวลาของกระบวนการกระจายหายไปนั้นคาดว่าจะค่อนข้างสั้น มีวัตถุท้องฟ้าที่ดูเหมือนว่าจะเกิดการกระจายหายไปทั้งวงด้านในและวงรอบนอกของจานรอบดาวฤกษ์เกือบพร้อม ๆ กัน หรืออาจเริ่มกระจายหายไปจากส่วนด้านในแล้วไล่ไปยังด้านนอก โดยคาดว่าอาจใช้เวลาประมาณ 5 แสนปีตั้งแต่เริ่มเกิดการกระจายจนหายไปหมด[25]
วิวัฒนาการทางกลศาสตร์
จานรอบดาวฤกษ์จะไม่อยู่ในสภาวะสมดุล โดยจะค่อย ๆ เสียสมดุลและเกิดการเปลี่ยนแปลงไป ความหนาแน่นต่อพื้นที่จาน คำนวณได้จาก
ในที่นี้ คือระยะห่างแนวรัศมีจากจุดศูนย์กลางของจาน ส่วน แสดงค่าความหนืด ที่ตำแหน่ง [26] สมการนี้ถือว่าแผ่นจานเป็นแบบมีแกนสมมาตร ไม่มีความแตกต่างในโครงสร้างตามแนวความหนาของแผ่นจาน
ความหนืดของจาน ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากตัวโมเลกุล หรือความปั่นป่วน จะทำให้เกิดการสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมไปยังด้านนอกของจาน แล้วในที่สุดจะทำให้มวลจำนวนมากไปพอกพูนเข้าที่ส่วนดาวฤกษ์ใจกลาง[26] อัตราการเพิ่มมวลสู่ดาวฤกษ์ใจกลาง ขึ้นอยู่กับค่าความหนืด โดยคำนวณได้ดังนี้
ในที่นี้ คือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของแผ่นจาน
อ้างอิง
- ↑ Hartmann, Lee; และคณะ (1998-03), "Accretion and the Evolution of T Tauri Disks", Astrophysical Journal, 495 (1): 385–400, Bibcode:1998ApJ...495..385H, doi:10.1086/305277
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Benisty, M.; และคณะ (2011-07), "A low optical depth region in the inner disk of the Herbig Ae star HR 5999", Astronomy and Astrophysics, 531: A84, Bibcode:2011A&A...531A..84B, doi:10.1051/0004-6361/201016091
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ de Wit, W. J.; และคณะ (2011-02), "Mid-infrared interferometry towards the massive young stellar object CRL 2136: inside the dust rim", Astronomy and Astrophysics, 526: L5, Bibcode:2011A&A...526L...5D, doi:10.1051/0004-6361/201016062
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ 岡村定矩・家 正則・犬塚修一郎・小山勝二・千葉柾司・富阪幸治, บ.ก. (2012-07-20), 天文学辞典, シリーズ現代の天文学, vol. 別, 日本評論社, p. 214, ISBN 978-4-535-60738-5
{{citation}}
: ข้อความ "和書" ถูกละเว้น (help) - ↑ "Exoplanet Caught on the Move". ESO. 2010-06-10. สืบค้นเมื่อ 2017-09-09.
- ↑ "Hubble directly observes planet orbiting Fomalhaut". ESA. 2008-11-13. สืบค้นเมื่อ 2017-09-09.
- ↑ Porter, John M.; Rivinius, Thomas (2003-10), "Classical Be Stars", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 115 (812): 1153–1170, Bibcode:2003PASP..115.1153P, doi:10.1086/378307
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Deroo, P.; และคณะ (2007-11), "AMBER and MIDI interferometric observations of the post-AGB binary IRAS 08544-4431: the circumbinary disc resolved", Astronomy and Astrophysics, 474 (3): L45–L48, Bibcode:2007A&A...474L..45D, doi:10.1051/0004-6361:20078079
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Domiciano de Souza, A.; และคณะ (2007-03), "AMBER/VLTI and MIDI/VLTI spectro-interferometric observations of the B[e] supergiant CPD-57°2874. Size and geometry of the circumstellar envelope in the near- and mid-IR", Astronomy and Astrophysics, 464 (1): 81–86, Bibcode:2007A&A...464...81D, doi:10.1051/0004-6361:20054134
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Becklin, E. E.; และคณะ (2005-10), "A Dusty Disk around GD 362, a White Dwarf with a Uniquely High Photospheric Metal Abundance", Astrophysical Journal, 632 (2): L119–L122, Bibcode:2005ApJ...632L.119B, doi:10.1086/497826
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Farihi, J.; Jura, M.; Zuckerman, B. (2009-04), "Infrared Signatures of Disrupted Minor Planets at White Dwarfs", Astrophysical Journal, 694 (2): 805–819, Bibcode:2009ApJ...694..805F, doi:10.1088/0004-637X/694/2/805
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ 12.0 12.1 12.2 Bate, Matthew R.; Bonnell, Ian A. (1997-02), "Accretion during binary star formation - II. Gaseous accretion and disc formation", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 285 (1): 33–48, Bibcode:1997MNRAS.285...33B, doi:10.1093/mnras/285.1.33
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ 13.0 13.1 Larwood, John D.; Papaloizou, John C. B. (1997-02), "The hydrodynamical response of a tilted circumbinary disc: linear theory and non-linear numerical simulations", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 285 (2): 288–302, arXiv:astro-ph/9609145, Bibcode:1997MNRAS.285..288L, doi:10.1093/mnras/285.2.288
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Roddier, C.; และคณะ (1996-05), "Adaptive Optics Imaging of GG Tauri: Optical Detection of the Circumbinary Ring", Astrophysical Journal, 463: 326–335, Bibcode:1996ApJ...463..326R, doi:10.1086/177245
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Bardeen, James M.; Petterson, Jacobus A. (1975-01-15), "The Lense-Thirring effect and accretion discs around Kerr black holes", Astrophysical Journal Letters, 195: L65–L67, Bibcode:1975ApJ...195L..65B, doi:10.1086/181711
- ↑ Terquem, C.; Papaloizou, J. C. B. (2000-08), "The response of an accretion disc to an inclined dipole with application to AA Tau", Astronomy and Astrophysics, 360: 1031–1042, arXiv:astro-ph/0006113, Bibcode:2000A&A...360.1031T
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Pringle, J. E. (1996-07), "Self-induced warping of accretion discs", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 281 (1): 357–361, Bibcode:1996MNRAS.281..357P, doi:10.1093/mnras/281.1.357
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Maloney, Philip R.; Begelman, Mitchell C. (1997-12), "The Origin of Warped, Precessing Accretions Disks in X-Ray Binaries", Astrophysical Journal Letters, 491 (1): L43–L46, arXiv:astro-ph/9710060, Bibcode:1997ApJ...491L..43M, doi:10.1086/311058
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Wyatt, M. C.; และคณะ (2015-06), "Five steps in the evolution from protoplanetary to debris disk", Astrophysics and Space Science, 357 (2): 103, Bibcode:2015Ap&SS.357..103W, doi:10.1007/s10509-015-2315-6
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Mamajek, Eric E. (2009-08), "Initial Conditions of Planet Formation: Lifetimes of Primordial Disks", AIP Conference Proceedings, 1158: 3–10, arXiv:0906.5011, Bibcode:2009AIPC.1158....3M, doi:10.1063/1.3215910
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Cieza, Lucas; และคณะ (2007), "The Spitzer c2d Survey of Weak-Line T Tauri Stars. II. New Constraints on the Timescale for Planet Building", Astrophysical Journal, 667 (1): 308–328, arXiv:0706.0563, Bibcode:2007ApJ...667..308C, doi:10.1086/520698
{{citation}}
: ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|author=
(help) - ↑ Nelson, Andrew F.; Benz, Willy; Ruzmaikina, Tamara V. (2000-01), "Dynamics of Circumstellar Disks. II. Heating and Cooling", Astrophysical Journal, 529 (1): 357–390, Bibcode:2000ApJ...529..357N, doi:10.1086/308238
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Clarke, C.; Gendrin, A.; Sotomayor, M. (2001-12), "The dispersal of circumstellar discs: the role of the ultraviolet switch", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 328: 485–491, Bibcode:2001MNRAS.328..485C, doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04891.x
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ Bryden, G.; และคณะ (1999-03), "Tidally Induced Gap Formation in Protostellar Disks: Gap Clearing and Suppression of Protoplanetary Growth", Astrophysical Journal, 514 (1): 344–367, Bibcode:1999ApJ...514..344B, doi:10.1086/306917
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help); ใช้ et al. อย่างชัดเจน ใน|last=
(help) - ↑ Williams, Jonathan P.; Cieza, Lucas A. (2011-09), "Protoplanetary Disks and Their Evolution", Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 49 (1): 67–117, Bibcode:2011ARA&A..49...67W, doi:10.1146/annurev-astro-081710-102548
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help) - ↑ 26.0 26.1 Armitage, Philip J. (2011-09), "Dynamics of Protoplanetary Disks", Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 49 (1): 195–236, arXiv:1011.1496, Bibcode:2011ARA&A..49..195A, doi:10.1146/annurev-astro-081710-102521
{{citation}}
: ตรวจสอบค่าวันที่ใน:|date=
(help)
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "stsci-2014-16" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso1549" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "potw1652a" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso0743" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso1434" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso1310" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "potw1625a" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso1417" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref>
ชื่อ "eso0538" ซึ่งนิยามใน <references>
ไม่ถูกใช้ในข้อความก่อนหน้า
- McCabe, Caer (2007-05-30). "Catalog of Resolved Circumstellar Disks". NASA JPL. สืบค้นเมื่อ 2007-07-17.
- Image Gallery of Dust disks (from Paul Kalas, "Circumstellar Disk Learning Site)"
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Commons-logo.svg/30px-Commons-logo.svg.png)