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原行星盤雪線長時演化研究取得進展
2024-04-20 17:09:26 *
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作者 主題: 原行星盤雪線長時演化研究取得進展  (閱讀 1963 次)
peter
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文章: 47837



« 於: 2016-07-14 12:11:40 »


 原行星盤雪線長時演化研究取得進展
==
alma 捕捉到原始恆星系統_獵戶座 V883 雪線(凍結線)
http://www.cnbeta.com/articles/519877.htm
位于智利的阿塔卡玛大型毫米波天线阵,捕捉到了环绕猎户座V883这颗距离地球1350光年的年轻恒星的“水之雪线”。这也是我们首次在形成年轻恒星的“圆盘碎片”上看到水之雪线,之后这团物质还有望诞生出新的行星。该区域的温度和压力以足够低,所以能结成冰和其它尘埃粒子。

通常情况下,科学家们并不能在岩石碎片中见到如此分明的冰雪线条。但恒星一次猛烈的推动作用,让它们退到了足够远的地方,而ALMA亦有幸拍下了这张照片。

该场景由坠入猎户座V883的碎片所催生,圆盘内区加热、增加了恒星的亮度、也将雪线推到了比通常更远的地方,下面是圆盘上的岩石碎片和外部的水冰区域的实景图。



圆环中间是较小的岩石行星可能诞生的地方,圆环外侧则有望形成气态巨行星。这点和我们的太阳系很像,只是猎户座V883正处于更早期的阶段。

ALMA的这一最新发现将刊登在7月14号出版的《自然》期刊上,标题为《在原恒星爆发期间的水雪线景象》(Imaging the water snow-line during a protostellar outburst)。

论文一作为智利迭戈波塔利斯大学的天文学家Lucas Cieza,合著者为美国普林斯顿大学的天文学家Zhaohuan Zhu。


https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160713143015.htm


This artist's impression of the water snowline around the young star V883 Orionis, as detected with ALMA.


wiki
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%87%8D%E7%B5%90%E7%B7%9A_%28%E5%A4%A9%E6%96%87%E7%89%A9%E7%90%86%29

凍結線或譯為雪線,在天文學或行星物理學,雪線位於太陽星雲中從原始太陽的中心向外起算的一個特定距離,該距離以外的氣盤溫度夠低,以至於氫的化合物,如水、氨和甲烷能凝聚成為固體的冰凍顆粒。依據密度,這個溫度估計在150K。這個名詞是借用土壤科學中凍線的概念。

太陽系的雪線距離為2.7天文單位,位於小行星帶。溫度在雪線之下的低溫能讓更多的固體顆粒吸積成為微行星,最終能成為行星。因此,雪線將恆星系劃分為擁有固態物體但揮發性物質稀少的類地行星區域,以及富含揮發性物質與冰冷物體的類木行星區域


http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=1208
« 最後編輯時間: 2017-09-20 11:56:03 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2016-07-14 12:18:51 »

雪線可看這邊
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=79&topic=22332.0

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« 回覆文章 #2 於: 2016-07-19 12:09:27 »

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1546

在行星正開始形成的原行星盤上,當溫度和壓力低到足以使水冰形成時,這在盤上形成一過渡地帶叫做「雪線」(snow line)。新生恆星獵戶 V883最近因為爆發,讓天文學家首度觀測到原行星盤上的這道「雪線」。

右圖圖說:本圖以插畫示意ALMA望遠鏡在觀測新生恆星獵戶V883時發現的雪線情景 Credit: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)。

  原行星盤因亮度驟增,以快如閃電速度加熱了內側行星盤,因此,(由水所形成)雪線向外推移,且較平常位置被外推得很遠,天文學家剛好有機會在使用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡(簡稱ALMA)時,觀測這個雪線。大多數雪線在一般正常情況下,是過於靠近恆星而無法直接觀測得到,甚至連ALMA超高的角解析力也莫之奈何。

  一般而言,在距離類太陽新生恆星3個天文單位的半徑範圍以內,水分子會蒸發成氣態而無法凍結成冰,超出這個──我們稱之為雪線──的範圍外,由於壓力極低,水會在塵埃顆粒和其他粒子上直接由氣態形成一層薄冰。(天文單位即日地平均距離,3天文單位大約是4.5億公里。)

  然而,獵戶 V883發生強大爆發,短時間內突然把雪線向外推出40天文單位(約60億公里),相當於太陽系中冥王星的公轉軌道。

  雖然獵戶 V883質量只比太陽多30%,但近來由於物質落在這個恆星表面上而引起爆發,使得它目前亮度和溫度達到太陽的400倍。

  智利聖地牙哥Portales大學天文學家Lucas Cieza最近一篇以描述這些結果為題的論文,發表在Nature,他表示:「ALMA觀測給我們帶來了意外驚喜。本來我們打算透過ALMA取得原行星盤分裂(fragmentation)的圖像,理論上,盤分裂是巨行星形成機制之一,結果我們並未看到預期的現象,那是因為盤的質量雖然非常大,但是溫度偏暖,所以分裂並沒有發生。不過,我們卻在距離恆星40天文單位的地方,發現了一圈看來似為環狀之物。這說明ALMA性能強大,即使本意不是要找這個,ALMA仍然取得令人振奮的結果。」

  從行星如何形成,乃至於地球上的生命如何育成,「新生恆星周圍的水冰分佈資料」為我們取得極關鍵的知識:由於在新生恆星的原行星盤上,新行星正在形成,所以,透過ALMA觀測能告訴我們的是,水冰分布會出現在原行星盤的哪一階段、會發生於盤面上的哪裡。來自普林斯頓大學的論文共同作者之一朱照寰認為此觀測結果的重要意義在於,天文學家證明了在太陽以外的其他恆星周圍,有主導行星形成的「冰凍區」之存在,這次取得的是「直接證據」。

  水冰,也扮演著調節塵埃顆粒集聚,形成越來越大顆粒的角色。天文學家相信,在雪線這個過渡區域以內,因為水會蒸發,條件較有利於形成較小岩質行星,如:地球和火星。反之,在雪線區域以外,到處是冰的條件則有利於雪球和彗星這類天體的快速形成,這促進譬如像木星這樣巨型氣體行星的形成。

  在雪線以外的地方,由於水冰數量比塵埃還多,所以行星可聚合的固態物質更多了,結果,行星體積會更大,成長得更快。藉此,木星和土星等巨行星能在原行星盤消失前形成。

  本次新發現取得了「爆發能把雪線吹到比其典型半徑大10倍」的新資訊,這對天文學家未來提出更可靠的行星形成模型之相關研究,意義非常顯著。這樣的爆發,一般認為應是大多數行星系統演化必經階段之一,本次觀測有可能是一普遍現象首度被看見。若果真如此,ALMA的直接觀測將有助於更加瞭解在整個宇宙中,行星是如何形成和演化。也讓我們多一點認識地球的歷史:當地球還處於原行星盤階段正在形成時,其水冰分布情形可能是如何,由此推估可知。

  獵戶 V883位在獵戶座星雲團,距離地球1,350光年,ALMA望遠鏡在這樣的距離條件下,解析力達到12天文單位。這足以解析獵戶 V883系統中的雪線,但觀測其他典型新生恆星則仍不足。

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« 回覆文章 #3 於: 2017-09-20 11:56:30 »

https://kknews.cc/science/rqbybyx.html

中國科學院新疆天文台天體化學組助理研究員肖凜,開展了對原行星盤雪線長時演化的理論研究,解釋了雪線演化特徵與分子雲核物理性質的關係。相關研究成果發表在《皇家天文學會月刊》上。

雪線是原行星盤中易揮發物質(如H2O)的揮發交介面。從物理性質方面來看,它的位置主要有原行星盤的局部溫度決定。雪線的演化對行星形成有重要的影響,在雪線附近,固態顆粒面密度的增強可促進星子的形成,進而使原行星固體核加速生長最終形成氣態巨行星。此外,雪線的位置影響行星大氣的組成成分。
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傳統的原行星盤模型計算認為原行星盤的溫度演化是一個不斷冷卻的過程,因此,雪線是不斷向內收縮的。這類模型沒有考慮原行星盤的形成過程。科研人員提出的原行星盤長時演化模型考慮到了盤從誕生到消亡的整體過程,計算髮現盤溫度不是盤位置的單調遞減函數。早期盤質量相對較高,引起引力不穩,物質的聚集作用會使盤的外部區域溫度升高。這一效應的強弱與原行星盤形成的初始條件,即分子雲核的物理性質相關。(來源:中科院新疆天文台)


 

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