Звездный "пеплопад" мог бы способствовать росту дальних планет

 Первая в мире 3D-симуляция, одновременно рассматривающая движение пыли и рост диска вокруг молодой звезды, показала, что большая пыль из центральной области может быть захвачена, а затем выброшена газовыми потоками, и в конечном итоге попадает обратно во внешние участки диска, где она может способствовать образованию планетезималей. Этот процесс сравним с вулканическим пеплопадом, когда пепел, поднятый газом во время извержения, падает обратно на область вокруг вулкана. Эти результаты помогают объяснить наблюдаемые пылевые структуры вокруг молодых протозвезд.

Наблюдения ALMA (Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив) обнаружили разрывы в протопланетных газопылевых дисках вокруг молодых звезд. Считается, что гравитационное действие планет является одним из обстоятельств образования этих колец. Однако некоторые кольца видны даже дальше, чем положение Нептуна в Солнечной системе. На таких расстояниях пыли, жизненно важного компонента формирования планет должно быть мало. Кроме того, как ожидается, пыль будет двигаться к центральной области диска по мере роста. Поэтому было загадкой как планеты могут образовываться во внешних регионах.

Исследовательская группа во главе с Юсуке Цукамото из Университета Кагосимы использовала ATERUI II, самый мощный в мире суперкомпьютер, предназначенный для астрономических расчетов в Национальной астрономической обсерватории Японии, для выполнения первой в мире 3D-симуляции движения пыли и ее роста в протопланетном диске. Команда обнаружила, что большие частицы пыли, выросшие в центральной области, могут быть вынесены перпендикулярно диску потоками газа, которые называются биполярными вырывающимися из диска потоками. Эта пыль затем дрейфует из потока, и гравитация тянет ее обратно к наружной части диска. Цукамото комментирует: «Проживая в Кагосиме, в тени активного вулкана горы Сакурадзима, я, естественно, подумал о вулканическом пепле, когда увидел результаты симуляции».

Симуляция показывает, что этот "звездный пеплопад" может обогатить большую пыль во внешней области протопланетного диска и способствовать формированию планетезималей, что в конечном итоге может вызвать образование планет.

Эти результаты появились в Astrophysical Journal Letters 15 октября 2021 г. в статье «Пеплопад, вызванный молекулярным оттоком во время эволюции протозвезд».