Revoluce v astrofyzice: Nový model pro vznik planet!

Revoluce v astrofyzice: Nový model pro vznik planet!

21. července 2025 bude představen nový experiment, který představuje významný pokrok ve studiu vzniku planet. Vědci z univerzity v Greifswaldu vyvinuli model vodního tornáda, který simuluje složité procesy v akrečních discích obklopujících mladé hvězdy. Tyto akreční disky hrají klíčovou roli v astrofyzice, transportují hmotu k centrálním objektům a umožňují vznik planet.

V akrečních discích, které se skládají z rotujícího plynu a prachu, obíhají mikroskopické částice centrální objekt, který svou gravitací ovlivňuje okolní oblast. Plyn v těchto discích obsahuje atomové a ionizované plyny a také mezihvězdný prach. Během procesu získávají centrální objekty hmotu, protože část plynu dosáhne středu disku. Tyto dynamické procesy je však obtížné pozorovat, což zpochybňuje výzkum v astronomii.

Model vodního tornáda

Nově vyvinutý model vodního tornáda funguje jako prototyp pro replikaci pohybů v planetárních akrečních discích. Vědci spolupracující s Mario Flockem, který pracuje v Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), zjistili, že simulaci podmínek gravitačního pole lze dosáhnout experimentálním nastavením dvou plexisklových válců různých šířek. To způsobí rotaci vody a vytvoření trychtýře, který napodobuje vlastnosti protoplanetárního disku.

Počáteční experimenty s polypropylenovými kuličkami k analýze chování toku ukázaly, že mnoho z těchto koulí neodpovídalo prvnímu Keplerovu zákonu, zatímco jiné zákony byly dobře reprodukovány. Tato zjištění jsou slibná, protože by mohla umožnit lepší pochopení fyzikálních vlastností akrečních disků.

Další poznatky a výzvy

Výzvy při simulaci akrečních disků jsou značné. Tyto disky se mohou pohybovat v průměru od několika stovek astronomických jednotek po stovky parseků a hmota může přesáhnout hmotnost centrálního objektu o 1-2 řády. Tepelná struktura těchto disků může navíc dosahovat milionů Kelvinů, což dále zvyšuje složitost simulací.

Radiační profil akrečních disků, který je zodpovědný za jejich jas, je složen ze záření mnoha prstenců o různých teplotách a sahá od infračerveného po tvrdé rentgenové záření. Proto je nutné porovnat simulace se skutečnými měřeními, aby se předešlo potenciálním výpočtovým artefaktům.

Model vodního tornáda by mohl pomoci zmírnit některé z těchto potíží a je slibným přístupem ke studiu procesů na discích tvořících planety. Vědci doufají, že provedou úpravy pro další zlepšení přesnosti, což by mohlo mít dalekosáhlé důsledky pro astronomii.

Kromě výzkumníků z Univerzity v Greifswaldu se na tomto projektu podílí také několik vědců z MPIA. Mario Flock, který vede pracovní skupinu v MPIA, získal grant ERC Consolidator Grant za projekt na studium vznikajících planetárních systémů, což podtrhuje důležitost tohoto výzkumu.

Další podrobnosti o akrečních discích a jejich vlastnostech naleznete v obsáhlých zprávách z Kosmos nepřímý stejně jako ve vhledech Univerzita v Greifswaldu.