Blog
Fizyka Smoleńska
you-know-who
you-know-who fizyk, pilot z licen. FAA i TC
103 obserwujących 65 notek 784879 odsłon
you-know-who, 13 czerwca 2018 r.

Piękna fizyka: Powstawanie układów planetarnych

1528 33 0 A A A
A. Artymowicz "Mgławica", 2008, olej + żwir krzemianowy, 65 x 75
A. Artymowicz "Mgławica", 2008, olej + żwir krzemianowy, 65 x 75

Dzięki uprzejmości red. Marka Oramusa, przedstawiam Państwu przed pierwodrukiem planowanym na jesień 2018 r. rozdział jego książki "Na niebie i Ziemi". Grupuje tam 27 wywiadów z uczonymi polskimi różnych specjalności (m.in. Paczyński, Wolszczan, Udalski i in.). Na pewno książka będzie bardzo interesująca. Dodałem tu jedynie ilustracje, których nie było w orginalnym wywiadzie.


                                  BILARD  GRAWITACYJNY

                                 prof. Paweł Artymowicz, astrofizyk


image
Ten potwierdzony niedawno schemat powstawania gwiazd wraz z planetami był proponowany kilka razy w dziejach nauki, po raz pierwszy przez atomistów jońskich (żyjących po inwazji Persów w trackiej Abderze) dwa i pół tysiąca lat temu.      (rys.: pantacake.com)


- Czy obłok, z którego mają  powstać gwiazdy i planety, musi wykazywać jakieś specjalne cechy?

- To nie musi być jakiś szczególny obłok; istotne, żeby był w wytrącony z równowagi hydrostatycznej i choć trochę się obracał. Jeżeli obłok nie wykazuje rotacji, wówczas nie powstanie tam układ planetarny, przynajmniej w znanej nam postaci. W układach planetarnych większość masy jest skupiona w gwieździe, ale większość momentu pędu to ruch planet. Dysk, z którego powstaliśmy, miał na początku więcej momentu pędu niż mają obecne planety, ale sam proces tworzenia się wczesnego tzw. pseudo-dysku, jego ewolucja jeszcze przed powstaniem planet, usunęła dużą część momentu pędu dzięki siłom magnetycznym. Linie pola magnetycznego przenikają kurczący się dysk i odbierają moment pędu centralnej części dysku, przesyłając go na zewnątrz. Centralna część tworzy protogwiazdę, a otaczający ją dysk osiąga równowagę między przyciąganiem protogwiazdy a siłą odśrodkową, tzw. rotację keplerowską. Aby otrzymać Układ Słoneczny, trzeba więc aby początkowy obłok się obracał, co dla dużego obiektu przed kolapsem jest zupełnie naturalne. Obłoki oddziałują ze sobą, występuje też rotacja całego dysku galaktycznego.
Wszystkie układy planetarne powstają w ten sam sposób: najpierw tworzy się wspomniana wyżej protogwiazda, ale nie jako obiekt sferyczny, tylko właśnie jako sfera plus dysk, przez który materia spływa na rodzącą się gwiazdę. To, co pozostaje z dysku, posłuży do zbudowania planet. Planety są produktem ubocznym powstawania gwiazd. Kiedyś to była tylko teoria, zresztą niesłychanie stara - o wielkim obracającym się wirze utworzonym ze spadających z oddali atomów, turbulentnym w środku, z którego powstała Ziemia i planety. Tak mówili Leukip i Demokryt w Abderze prawie 2500 lat temu. Najnowsze obserwacje potwierdziły najstarszą teorię: sto procent gwiazd powstaje z udziałem dysków!

image

Mgławica Orła, obszar tworzenia nowych gwiazd i planet w gwiazdozbiorze Węża(źr.: Hubble ST, NASA)

- Jaki impuls inicjuje powstanie najpierw gwiazdy, a potem jej planet? Skąd obłok „wie”, że już przyszedł na to właściwy czas? Czy powoduje to grawitacja, czy jakiś czynnik zewnętrzny?

- Układy planetarne powstają z najgęstszych części ciemnych obłoków molekularnych, czyli zimnego, rozrzedzonego gazu, który zawiera głównie molekuły H2, atomy helu i pył. Taki obiekt znajduje się w przybliżonej równowadze między grawitacją, która stara się go skupić, a ciśnieniem gazu, większym w środku obłoku i mniejszym na zewnątrz. Ciśnienie, a raczej jego różnice, starają się rozprężyć obłok. Druga sprawa: w części obłoku występują ruchy turbulentne, nadające energię kinetyczną, która działa podobnie jak ciśnienie – stara się rozprężyć obłok. Te parametry są mierzone podczas obserwacji obłoków – widać, że pomiędzy grawitacją a pozostałymi przeciwdziałającymi jej czynnikami istnieje mniej więcej równowaga. Coś powoduje, że z takich obłoków czasem tworzą się gwiazdy: albo zmniejszenie temperatury, albo wzrost gęstości i masy. Jedną z ważniejszych przyczyn jest przejście przez ramię spiralne Galaktyki – w tych właśnie miejscach obłoki znajdują się bliżej siebie, zaczynają się częściej ze sobą zderzać, a w rezultacie przekraczają czasem masę stabilną. Również ciśnienie okolicznego gazu wokół nich rośnie i to może spowodować zaburzenie równowagi. Grawitacja wygrywa z innymi formami energii w obłoku. To jest powód, że obłoki kolapsują, czyli zapadają się grawitacyjnie.
Jak się ostatnio okazało, nie jest to jednak zjawisko efektywne. Materiału w tych obłokach nie brakuje, ale nawet w obszarach tworzenia gwiazd tylko kilka procent spośród nich ulega na tyle silnym zaburzeniom, aby wytworzyć gwiazdy. Dlatego czasem przydaje się pomoc od nowo utworzonych gwiazd albo od gwiazd umierających, np. w formie wybuchów supernowych. Młode, powstające gwiazdy wysyłają bipolarne (dwubiegunowe) strugi materii i wiatr gwiezdny, które mogą zaburzać obłok, a supernowe powodują fale uderzeniowe i dostarczają do obłoku dodatkowo izotopy radioaktywne, np. 26Al,  które mogą się przydać tworzącym się gwiazdom i planetom, m.in. rozgrzewając nowo utworzone obiekty. Po tym jak po liniach papilarnych możemy dochodzić, jakie gwiazdy wpłynęły na kolaps naszego obłoku.

Opublikowano: 13.06.2018 04:49. Ostatnia aktualizacja: 15.06.2018 01:15.
Autor: you-know-who
Skomentuj Obserwuj notkę Napisz notkę Zgłoś nadużycie
NEWSY - TOP 5

O mnie

Nazywam się Paweł Artymowicz, ale wolę tu występować jako YKW. Archiwum bloga: http://fizyka-smolenska.blogspot.com. Nowszy blog: http://pawelartymowicz.natemat.pl. Latam wzdłuż i wszerz kontynentu amerykańskiego (link do mapki), w 2017 r. 45-50 godzin za sterami, pon. 10 tys. km; Jestem niezłym (link), szeroko cytowanym profesorem fizyki i astrofizyki [link] (zestawienie ze znanymi osobami poniżej). Kilka krajów nadało mi najwyższe stopnie naukowe. Ale cóż, że byłem stypendystą Hubble'a (prestiżowa pozycja fundowana przez NASA) jeśli nie umiałbym nic policzyć i rozwikłać części "zagadki smoleńskiej". To co mówię i liczę wybroni się samo. Nie mieszam się do polityki, ale gdy polityka zaczyna gwałcić fizykę, a na dodatek moje ulubione hobby - latanie, to bronię tych drugich, obnażając różne obrażające je teorie z zakresu "fizyki smoleńskiej". Zwracam się do was per "drogi nicku", co nie oznacza, że was nie cenię. Wręcz przeciwnie. Zapraszam do obejrzenia wywiadów i felietonów w artykule biograficznym wiki. [Uzupełnienie o wskaźnikach naukowych (za Google Scholar 2014): mam wysoki indeks Hirscha h=30, i10=41, oraz ponad 4 razy więcej cytowań na pracę niż średnia w mojej dziedzinie - fizyce. Moja liczba cytowań to ponad 4100. Dla porównania, prof. Binienda miał dużo niższy wskaźnik h=14, 900 cytowań oraz 1.2 razy średnia liczbę cytowań na pracę, w dziedzinie inżynierii. Dr Nowaczyk ma w porównaniu ze mną znikomy samodzielny dorobek naukowy, a dr Szuladzińskiego prawie nikt nie cytuje. Dużo mniejsze osiągnięcia ma też prof. C. Cieszewski: h=17, i10=25, 1252 cytowań]

Ostatnie notki

Najpopularniejsze notki

Ostatnie komentarze

  • na Ukrainie jest i to pewnie szalenie dla nich niebezpieczny. śmieszy mnie tylko ten...
  • nic z tego nie rozumiem a nie chce mi sie guglowac. co to jest tak naprawde ta cerkiew w...
  • za mało naćpani żeby zastrzelić?

Tematy w dziale Technologie