Вспышки молодых звёзд мешают рождаться планетам экспресс
Густая похлёбка медленно остывает в кастрюле. Внезапно огонь под ней вспыхивает, и похлёбка начинает бурлить, разбиваясь на множество маленьких водоворотов. Примерно так же ведёт себя диск из газа и пыли вокруг молодой звезды, когда та переживает вспышку — резкий приток вещества из диска на звезду.
Астрономы давно замечали такие вспышки у молодых звёзд, но до сих пор не могли детально проследить, что происходит с пылью в диске во время этих событий. В новом исследовании учёные провели компьютерное моделирование внутренней части протопланетного диска — области радиусом около 10 астрономических единиц (одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца, примерно 150 миллионов километров). Они учли движение газа и пыли, перенос излучения и рост пылинок. Оказалось, что фронт вспышки очень неустойчив: он быстро распадается на множество мелких вихрей, которые со временем сливаются в один компактный вихрь.
Но это не конец истории. Когда вспышка заканчивается, вихри постепенно затухают, и диск возвращается в спокойное состояние. На расстоянии примерно одной астрономической единицы от звезды образуется уплотнение — что-то вроде песчаной отмели, где пыль снова начинает накапливаться. Именно здесь после затишья может возобновиться рост будущих планет. Так что вспышки не ставят крест на планетах, а лишь откладывают их рождение.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.11344
Accretion outbursts have been observed in a variety of young stellar objects, but models of their dynamical evolution have been largely limited to axisymmetric models due to their computational cost. We investigate the azimuthal stability of accretion outbursts and the formation of planetesimals during these events. We performed high-resolution 2D, vertically integrated multifluid radiation-hydrodynamical simulations of the inner 10 au of protoplanetary disks with a dynamically growing dust population, including radiation transport and a realistic dust opacity model. Accretion outbursts are highly unstable to the Rossby-wave instability, with the burst front quickly diffusing into a large number of small-scale vortices that coalesce over time into a single, compact vortex and inducing azimuthal asymmetries. Vortices act as a source of vigorous turbulent diffusion, strongly suppressing planetesimal formation. Our results suggest that azimuthal asymmetries associated with accretion outbursts should be both common and detrimental to planet formation. Nevertheless, planetesimal formation will resume post-burst, as the burst-induced vortices eventually decay and the disk returns to a quiescent state featuring a pressure bump at ~1 au.
В Солнечной системе на расстоянии около 1 астрономической единицы от Солнца находится Земля. Возможно, наша планета родилась именно в таком спокойном «кармане» после древних вспышек молодого Солнца.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты порождает вихревые структуры, которые влияют на всю экосистему — чем-то похоже на то, как вихри в протопланетном диске управляют рождением планет.