Misterele discurilor protoplanetare
Turbulența în discurile spațioase de praf a fost evaluată într-un mod nou.
Conform conceptelor moderne, stelele și sistemele planetare sunt formate dintr-un disc rotativ de praf de gaz, format din gravitație. Aceste discuri sunt numite acreție, și, de asemenea, apar în jurul masive obiecte spațiale - planete, stele și galaxii chiar - la scăderea substanțelor.
Discul protoplanetar prin ochii artistului. (Ilustrație: Wikipedia.)
Discul protoplanetar din Nebuloasa Orion, o fotografie a telescopului Hubble. (Foto: Wikipedia.)
Dacă vorbim despre tinerețe sau protostare, în jurul lor există și discuri protoplanetare, din care ulterior se formează planete. Studierea și acreție de discuri protoplanetare - una dintre principalele probleme în astrofizică: ele ajuta să explice evoluția corpurilor cosmice, și multe alte fenomene astrofizice.
Substanța de pe un astfel de disc nu cade în centrul său, ci se mișcă în jurul acestuia în conformitate cu legile lui Kepler. Aceasta înseamnă că discul nu se rotește în ansamblu: straturile de materie situate mai aproape de centrul său au o viteză unghiulară mai mare decât cele eliminate. Angulară Viteza straturilor de rotație scade invers proporțional cu distanța față de centrul de rotație, exponentiation 3/2. O astfel de mișcare a unui lichid sau a unui gaz a primit în fizică numele fluxului de forfecare Keplerian. Datorită frecării dintre straturile de gaz respective, care sunt în interiorul, încetini treptat în jos și în cele din urmă se încadrează în centrul discului și discul este încălzit.
Numeroase observații arată că astfel de discuri sunt într-o stare turbulentă. Cu toate acestea, în cazul așa-numitelor discuri rece, o substanță care slaboionizirovno (chiar și aproape non-ionizat), explica de ce acestea sunt turbulente, dificil - în laborator până în prezent nimeni nu a reușit să obțină dintr-un sindicat muta substanță în curgere turbulentă Keplerian. Cu alte cuvinte, fluxul Keplerian, spre deosebire de alte fluxuri de forfecare cunoscute, demonstrează stabilitatea surprinzătoare.
Fluxul laminar când lichid sau gaz este mutat fără amestecarea straturilor, se transformă într-un turbulent atunci când parametrul de curgere numit numărul Reynolds devine mai mare decât o anumită valoare critică. Acest număr este proporțional cu densitatea mediului, viteza acestuia și dimensiunea debitului. Știm că debitul Keplerian poate fi stabil la numere foarte mari ale Reynolds - până la câteva milioane. Cu toate acestea, în discurile cu spațiu real, numărul Reynolds poate ajunge la zeci de miliarde.
Turbulența nu poate exista fără creșterea fluctuațiilor vârtejului (perturbațiilor) de viteză și presiune. Soiurile speciale ale unor astfel de fluctuații sunt spiralele care se desfășoară sub acțiunea rotației materiei la rate diferite de straturi. Astrofizica Institutului Astronomic de Stat numit după P.K. Sternberg de la Universitatea de Stat din Moscova a arătat pentru prima dată că astfel de fluctuații sunt capabile să susțină turbulențele cu dimensiuni mult mai mari decât grosimea discului.
Sursa: Știință și viață (nkj.ru)
Citiți și:
Cometele fără coadă spun despre trecutul sistemului solar.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: