Revolúcia v astrofyzike: Nový model pre vznik planét!

Revolúcia v astrofyzike: Nový model pre vznik planét!

21. júla 2025 bude predstavený nový experiment, ktorý predstavuje významný pokrok v štúdiu vzniku planét. Vedci na univerzite v Greifswalde vyvinuli model vodného tornáda, ktorý simuluje zložité procesy v akrečných diskoch obklopujúcich mladé hviezdy. Tieto akréčné disky hrajú kľúčovú úlohu v astrofyzike, transportujú hmotu k centrálnym objektom a umožňujú formovanie planét.

V akrečných diskoch, ktoré pozostávajú z rotujúceho plynu a prachu, obiehajú mikroskopické častice centrálny objekt, ktorý svojou gravitáciou ovplyvňuje okolitú oblasť. Plyn v týchto diskoch obsahuje atómové a ionizované plyny, ako aj medzihviezdny prach. Počas tohto procesu získavajú centrálne objekty hmotnosť, keď sa časť plynu dostane do stredu disku. Tieto dynamické procesy je však ťažké pozorovať, čo je výzvou pre výskum v astronómii.

Model vodného tornáda

Novo vyvinutý model vodného tornáda funguje ako prototyp na replikáciu pohybov v akrečných diskoch tvoriacich planétu. Vedci pracujúci s Mariom Flockom, ktorý pracuje v Max Planck Institute for Astronomy (MPIA), zistili, že simuláciu podmienok gravitačného poľa možno dosiahnuť experimentálnym nastavením dvoch plexisklových valcov rôznych šírok. To spôsobí rotáciu vody, čím sa vytvorí lievik, ktorý napodobňuje vlastnosti protoplanetárneho disku.

Počiatočné experimenty s polypropylénovými guľôčkami na analýzu správania toku ukázali, že mnohé z týchto guľôčok nezodpovedali prvému Keplerovmu zákonu, zatiaľ čo iné zákony boli dobre reprodukované. Tieto zistenia sú sľubné, pretože by mohli umožniť lepšie pochopenie fyzikálnych vlastností akrečných diskov.

Ďalšie poznatky a výzvy

Výzvy pri simulácii akrečných diskov sú značné. Priemer týchto diskov sa môže pohybovať od niekoľkých stoviek astronomických jednotiek po stovky parsekov a hmota môže presiahnuť hmotnosť centrálneho objektu o 1 až 2 rády. Navyše tepelná štruktúra týchto diskov môže dosahovať milióny Kelvinov, čo ešte viac zvyšuje zložitosť simulácií.

Profil žiarenia akrečných diskov, ktorý je zodpovedný za ich jas, je zložený zo žiarenia mnohých prstencov pri rôznych teplotách a siaha od infračerveného po tvrdé röntgenové lúče. Preto je potrebné porovnávať simulácie so skutočnými meraniami, aby sa predišlo potenciálnym výpočtovým artefaktom.

Model vodného tornáda by mohol pomôcť zmierniť niektoré z týchto ťažkostí a je sľubným prístupom k štúdiu procesov na diskoch tvoriacich planéty. Vedci dúfajú, že urobia úpravy na ďalšie zlepšenie presnosti, čo by mohlo mať ďalekosiahle dôsledky pre astronómiu.

Okrem výskumníkov z Univerzity v Greifswalde sa na tomto projekte podieľajú aj viacerí vedci z MPIA. Mario Flock, ktorý vedie pracovnú skupinu v MPIA, získal grant ERC Consolidator Grant za projekt na štúdium vznikajúcich planetárnych systémov, čo podčiarkuje dôležitosť tohto výskumu.

Ďalšie podrobnosti o akrečných diskoch a ich vlastnostiach nájdete v komplexných správach z Cosmos Nepriame ako aj v postrehoch o Univerzita v Greifswalde.