碎片盤

Hubble空間望遠鏡觀察Fomalhaut周圍的碎屑環。磁盤的內邊緣可能是在右下方的Fomalhaut B的軌道上塑造的。

雜物盤美國英語)或碎屑盤英聯邦英語)是圍繞恆星繞軌道上的灰塵和碎屑的雜質盤。有時,這些磁盤包含突出的環,如右邊的Fomalhaut的形象所示。在具有成熟的行星系統的恆星周圍發現了碎屑盤,包括圍繞進化的中子恆星繞軌道中的至少一個碎屑盤。碎屑盤也可以作為行星模具之間的碰撞的殘餘物(也稱為小行星和彗星)產生和維護。

截至2001年,已經發現有900多個候選恆星具有碎屑盤。通常,通過在紅外光中檢查恆星系統,並尋找超出恆星發射的輻射。推斷出這種過量是從磁盤中塵埃吸收的恆星中的輻射,然後重新輻射為紅外能量。

碎屑磁盤通常被描述為與太陽系中碎片的巨大類似物。最著名的碎屑盤的半徑為10-100個天文單位(AU);它們類似於太陽系中的Kuiper帶,儘管Kuiper帶沒有足夠高的灰塵質量,即使在最近的恆星周圍也無法檢測到。一些碎屑盤包含一個位於中心恆星10 au內的溫暖灰塵的組成部分。這種灰塵有時被稱為外生塵,例如太陽系中的黃道塵

觀察史

圓盤的VLTHubble圖像圍繞Au顯微鏡

1984年,使用IRAS衛星在恆星Vega周圍檢測到一個碎屑盤。最初,據信這是一個原動性磁盤,但由於磁盤和恆星時代缺乏氣體,現在已知它是碎屑盤。使用IRA發現的前四個碎片盤被稱為“神話般的四個”: VegaBeta PictorisFomalhautEpsilon Eridani 。隨後,Beta Pictoris磁盤的直接圖像顯示灰塵中的不規則性,這歸因於看不見的外球星的重力擾動。通過2008年發現系外行星Beta Pictoris b的發現證實了這種解釋。

眾所周知,其他系外運動恆星,包括直接成像( HR 8799)發現的第一個恆星(HR 8799 )。附近的Star 55 Cancri ,該系統也已知包含五個行星,也據報導具有碎屑盤,但無法確認該檢測。 Epsilon Eridani周圍的碎屑盤中的結構表明,該恆星周圍軌道上的行星體擾動,可用於限制行星的質量和軌道。

2014年4月24日,美國宇航局報導了在數個年輕恆星的檔案圖像中檢測到碎屑盤,HD 141943和HD 191089在1999年至2006年間首次通過使用新改進的成像過程在1999年至2006年之間查看了Hubble Space望遠鏡

在2021年,對恆星VVV-WIT-08的觀察被遮蓋了200天,這可能是由於恆星和地球上觀察者之間經過的碎屑槃經過的結果。據報導,另外兩顆恆星Epsilon AurigaeTyc 2505-672-1被定期黯然失色,並且已經確定該現像是磁盤在各個時期內繞它們繞的磁盤的結果,這表明VVVV-WIT-08可能相似,並且可能相似,並且可能是相似的,並且在地球上的觀察者那裡經歷了一個更長的軌道時期。 VVV-Wit-08是射手座星座中太陽的十倍。

起源

使用改進的成像過程(2014年4月24日),在年輕恆星的HST檔案圖像, HD 141943HD 191089中檢測到的碎屑磁盤

在形成陽光恆星的過程中,物體穿過T-Tauri相,在此期間被氣體富含氣體的磁盤形星雲包圍。從這些材料中形成了行星,可以繼續吸收其他行星和磁盤材料形成行星。星雲繼續將預序列恆星繞過1 - 20萬年,直到被輻射壓力和其他過程清除為止。然後,可以通過星球模擬物之間的碰撞來產生第二代灰塵,該塵埃從產生的碎屑中形成圓盤。在其一生中的某個時刻,這些恆星中至少有45%被碎屑盤包圍,然後可以使用紅外線望遠鏡的粉塵熱發射來檢測。反复的碰撞可能會導致磁盤在恆星的大部分時間內持續存在。

典型的碎屑盤包含1-100μm的小晶粒。碰撞將把這些晶粒磨碎至亞微米大小,這將通過宿主恆星輻射壓力從系統中去除。在非常脆弱的磁盤(例如太陽系中的磁盤)中, Poynting -Robertson效應會導致粒子向內螺旋。這兩個過程都將磁盤的壽命限制在10 MYR或更少。因此,要使磁盤保持完整,需要一個過程來不斷補充磁盤。例如,可以通過較大的身體之間的碰撞發生這種情況,然後是級聯,將物體磨損到觀察到的小晶粒。

為了在碎屑盤中發生碰撞,必須充分重力擾動物體,以產生相對較大的碰撞速度。恆星周圍的行星系統可能會引起這種擾動,二進制恆星伴侶或另一個恆星的近距離也會引起這種擾動。碎屑盤的存在可能表明外球星的可能性很大。此外,許多碎屑盤還顯示灰塵內的結構(例如,團塊,扭曲或不對稱),表明磁盤中存在一個或多個外行星。儘管存在可能存在,但我們自己的跨納普語帶中的存在或不存在仍然存在爭議。

已知帶

在包括太陽在內的許多恆星周圍發現了灰塵或碎屑帶,包括以下幾點:

星星 光譜
班級
距離
ly
軌道
au
筆記
Epsilon Eridani K2V 10.5 35–75
tau ceti g8v 11.9 35–50
維加 A0V 25 86–200
Fomalhaut A3V 25 133–158
AU顯微鏡 m1ve 33 50–150
HD 181327 f5.5V 51.8 89-110
高清69830 K0V 41 <1
HD 207129 G0V 52 148–178
HD 139664 f5iv – v 57 60–109
Eta Corvi F2V 59 100–150
高清53143 K1V 60 ?
Beta Pictoris A6V 63 25–550
Zeta Leporis a2vann 70 2–8
HD 92945 K1V 72 45–175
高清107146 G2V 88 130
伽瑪·奧皮奇(Gamma Ophiuchi) A0V 95 520
HR 8799 A5V 129 75
51 Ophiuchi B9 131 0.5–1200
高清12039 G3–5V 137 5
HD 98800 k5e(?) 150 1
高清15115 F2V 150 315–550
HR 4796 a A0V 220 200
高清141569 b9.5e 320 400
高清113766 a F4V 430 0.35–5.8
高清141943
HD 191089

皮帶的軌道距離是估計的平均距離或範圍,這是基於從成像的直接測量或從皮帶溫度得出的。地球與1 Au的太陽平均距離。

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