Enkaz diski

Bir enkaz diski, bir yıldız etrafındaki yörüngede toz ve enkazın çevresel bir diskidir. Bazen bu diskler, sağdaki Fomalhaut'un görüntüsünde görüldüğü gibi belirgin halkalar içeriyor. Evrimleşmiş bir nötron yıldızı çevresinde yörüngede en az bir tane enkaz diski olduğu gibi hem olgun hem de genç yıldızların çevresinde çöküntü diskleri bulunmuştur. Daha genç olan enkaz diskleri, yeryüzü gezegenleri büyümeyi bitirebildiğinde, öngezegensel disk fazını takiben bir gezegen sistemi oluşumunda bir evre oluşturabilir. Ayrıca, gezegenler arasındaki çarpışmaların kalıntıları olarak, aksi halde asteroitler ve kuyrukkucuları olarak üretilip korunabilirler.

Hubble Uzay Teleskopu Fomalhaut çevresindeki enkaz halkanın gözlemi. Diskin iç kenarı, sağ altta Fomalhaut b'nin yörüngesi ile şekillendirilmiş olabilir.

2001'e gelindiğinde, 900'den fazla aday yıldızın enkaz diskine sahip olduğu tespit edildi. Genellikle kızılötesi ışıkta yıldız sistemini inceleyerek ve yıldızın yaydığı ötesine radyasyon fazlalığı ararken keşfedilirler. Bu aşırılığın, diskteki toz tarafından absorbe edilen yıldızdan gelen radyasyon olduğu ve daha sonra kızıl ötesi enerji olarak yeniden yaydığı radyasyon olduğu düşünülmektedir.

Moloz diskleri, Güneş Sistemi'ndeki enkazın büyük analogları olarak tanımlanır. Çoğu bilinen enkaz diski 10-100 astronomik birim (AU) yarıçapına sahiptir; Güneş Sistemi'ndeki Kuiper kuşağına benzemekle birlikte daha fazla toz kullanıyorlar. Bazı döküntü diskleri, merkez yıldızdan 10 AU içerisinde bulunan daha sıcak bir bileşen içerir. Bu toza, Güneş Sisteminde, zodyak tozuna benzer şekilde, bazen ekzojenik toz adı verilir.

AU Microscopii çevresindeki diskin VLT ve Hubble görüntüleri.

Gözlem tarihi

1984 yılında IRAS uydusu kullanılarak Vega yöresi etrafında bir çöp diski tespit edildi. Başlangıçta bunun öngezegensel bir disk olduğu düşünülüyordu, ancak şu anda diskteki gaz eksikliği ve yıldızın yaşı nedeniyle enkaz diski olduğu düşünülüyor. Ardından, diskte düzensizlikler bulunmuştur ve bu da gezegensel cisimlerin varlığının göstergesidir. Enkaz disklerinin benzer keşifleri Fomalhaut ve Beta Pictoris yıldızlarının etrafında yapılmıştır.

Yakında beş gezegen içeren bir sistem olan 55 Cancri'nin bir enkaz diskine sahip olduğu bildirildi. Ancak bu algılama doğrulanamadı. Epsilon Eridani çevresindeki enkaz diskindeki yapılar, gezegenin yörüngesini ve kütlenini sınırlamak için kullanılabilecek o yıldızın çevresindeki yörüngedeki bir gezegen gövdesi tarafından bozulma öneriyor.

24 Nisan 2014'te NASA, 1999 ve 2006 yılları arasında Hubble Uzay Teleskobu ile ilk kez incelenen birkaç yeni genç yıldız, HD 141943 ve HD 191089'un arşiv görüntülerinde, yeni geliştirilmiş görüntüleme yöntemlerini kullanarak, çöp disklerini tespit ettiğini bildirdi.

Köken

Geliştirilmiş görüntüleme yöntemleri (24 Nisan 2014) kullanılarak genç yıldızların, HD 141943 ve HD 191089'un HST arşiv görüntülerinde çöp diskleri tespit edildi.

Güneş benzeri bir yıldız oluşumunda, nesne, T-Tauri evresinden geçer ve burada, disk şeklinde bir bulutsuyla çevrilidir. Bu materyalden, gezegenler oluşturularak gezegenler oluşturulur ve bunlar gezegenler oluşturmak için bir artış sürecine girerler. Bulutsu, radyasyon basıncı ve diğer işlemler tarafından silinene kadar 1-20 milyon yıllık bir süre boyunca ana dizi öncesi yıldızın yörüngesindeki seyrine devam eder. Daha sonra yıldız etrafında, sonuçtaki artıklardan disk çıkaran gezegenimsi yapılar arasındaki çarpışmalar sonucu ek toz oluşabilir. Ömrü boyunca bir noktada, bu yıldızların en az% 45'i bir çöp diski ile çevrilidir; bu da kızılötesi teleskop kullanılarak tozun termal emisyonu ile tespit edilebilir. Yinelenen çarpmalar bir yıldızın ömrünün büyük kısmında bir diskin devam etmesine neden olabilir.

Tipik enkaz diskleri 1-100 μm boyutlarında küçük taneler içerir. Çatışmalar, bu taneleri, ana yıldızın radyasyon basıncı ile sistemden çıkaracak olan alt mikrometre boyutlarına kadar öğütür. Güneş Sistemi'ndeki gibi çok hassas disklerde, Poynting-Robertson efekti parçacıkların spiral içeri girmesine neden olabilir. Her iki süreç de disk ömrünü 10 Milyon yıl ya da daha az olarak sınırlar. Bu nedenle, bir diskin bozulmadan kalması için, diski sürekli yenilemek için bir işleme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu, örneğin, daha büyük nesneler arasındaki çarpışmalar vasıtasıyla, ardından nesneleri gözlemlenen küçük tanelere öğüten bir basamakla oluşabilir.

Bir çöp diskinde çarpışmalar meydana gelmesi için, cisimler, nispeten geniş çarpışma hızları yaratmak için yeterince yeryüzünün pertürbasyonuna tabi tutulmalıdır. Yıldız etrafında bir gezegen sistemi, bir ikili yıldız arkadaşı veya başka bir yıldızın yakın yaklaşımı gibi bu tür rahatsızlıklara neden olabilir. Enkaz diskinin varlığı, yıldızın etrafında dönen karasal gezegenlerin yüksek ihtimalini gösterebilir.