Актуальные проблемы теории образования планет: образование планетезималей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрена история развития теории образования Земли и планет за 70 лет, особое внимание уделяется развитию этой теории в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта (ИФЗ), где Отто Юльевич основал это направление исследований. Рассматривается также современное состояние теории, в особенности, проблема образования планетезималей, которая является в настоящее время одной из ключевых пока еще не решенных задач теории образования планет. Приводятся результаты недавних исследований, проведенных в ИФЗ РАН, направленных на решение этой проблемы.

Об авторах

А. Б. Макалкин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: makalkin@ifz.ru
Россия, 123242, г. Москва, Б.Грузинская ул., д. 10, стр. 1

И. Н. Зиглина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Email: makalkin@ifz.ru
Россия, 123242, г. Москва, Б.Грузинская ул., д. 10, стр. 1

М. Е. Артюшкова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Email: makalkin@ifz.ru
Россия, 123242, г. Москва, Б.Грузинская ул., д. 10, стр. 1

Список литературы

  1. Витязев А.В., Печерникова Г.В. Ранняя дифференциация Земли и проблема лунного состава // Физика Земли. 1996. № 6. С. 3–16.
  2. Витязев А.В., Печерникова Г.В., Сафронов В.С. Планеты земной группы. Происхождение и ранняя эволюция. М.: Наука. 1990. 295 с.
  3. Генкин И.Л., Сафронов В.С. Неустойчивость вращающихся гравитирующих систем с радиальными возмущениями // Астрон. журн. 1975. Т. 52. Вып. 2. С. 306–315.
  4. Гуревич Л.Э., Лебединский А.И. Об образовании планет // Изв. АН СССР. Сер. физич. 1950. Т. 14. № 6. С. 765–799.
  5. Дорофеева В.А., Макалкин А.Б. Эволюция ранней солнечной системы. Космохимические и физические аспекты. М.: Едиториал УРСС. 2004. 288 с.
  6. Жарков В.Н., Козенко А.В. О роли Юпитера в образовании планет-гигантов // Письма в Астрон. журн. 1990. Т. 16. С. 169–173.
  7. Звягина Е.В., Печерникова Г.В., Сафронов В.С. Качественное решение уравнения коагуляции с учетом дробления // Астрон. журн. 1973. Т. 50. С. 1261–1273.
  8. Зиглина И.Н. Эксцентриситеты и наклоны орбит растущих планет // Астрон. журн. 1985. Т. 62. С. 141–152.
  9. Зиглина И.Н., Макалкин А.Б. Гравитационная неустойчивость в пылевом слое протопланетного диска: взаимодействие твердых частиц с турбулентным газом в слое // Астрон. вестн. 2016. Т. 50. № 6. С. 431–449.
  10. Ипатов С.И. Миграция планетезималей во время последней стадии аккумуляции планеты-гиганта // Астрон. вестн. 1989. Т. 23. С. 27–38.
  11. Колесниченко А.В., Маров М.Я. Основы механики гетерогенных сред в околосолнечном допланетном облаке: влияние твердых частиц на турбулентность в диске // Астрон. вестн. 2006. Т. 40. № 1. C. 2–62.
  12. Кусков О.Л., Дорофеева В.А., Кронрод В.А., Макалкин А.Б. Системы Юпитера и Сатурна: Формирование, состав и внутреннее строение крупных спутников / Отв. ред. М.Я. Маров. М.: изд-во ЛКИ. 2009. 576 с.
  13. Макалкин А.Б., Артюшкова М.Е. К образованию планетезималей: радиальное сжатие пылевого слоя, взаимодействующего с газом протопланетного диска // Астрон. вестн. 2017. Т. 51. № 6. С. 524–561.
  14. Макалкин А.Б. Дорофеева В.А. Аккреционные диски вокруг Юпитера и Сатурна на стадии образования регулярных спутников // Астрон. вестн. 2014. Т. 48. № 1. С. 64–80.
  15. Макалкин А.Б., Дорофеева В.А. Распределение температуры в околосолнечном протопланетном диске на последовательных стадиях его эволюции // Астрон. вестн. 2009. Т. 43. № 6. С. 528–554.
  16. Макалкин А.Б., Дорофеева В.А. Строение протопланетного аккреционного диска вокруг Солнца на стадии Т Тельца. II. Результаты расчета моделей // Астрон. вестн. 1996. Т. 30. № 6. С. 496–513.
  17. Макалкин А.Б., Дорофеева В.А., Рускол Е.Л. Моделирование аккреционного протоспутникового диска Юпитера: оценка основных параметров // Астрон. вестн. 1999. Т. 33. № 6. С. 518–526.
  18. Макалкин А.Б., Зиглина И.Н. Гравитационная неустойчивость в пылевом слое протопланетного диска с учетом взаимодействия слоя и окружающего газа в диске // Астрон. вестн. 2018. Т. 52. № 6. С. 534–551.
  19. Макалкин А.Б., Зиглина И.Н. Образование планетезималей в транснептуновой области протопланетного диска // Астрон. вестн. 2004. Т. 38. № 4. С. 330–343.
  20. Маров М.Я., Колесниченко А.В., Макалкин А.Б., Дорофеева В.А., Зиглина И.Н., Чернов А.В. От протосолнечного облака к планетной системе. Модель эволюции газопылевого диска. Проблемы зарождения и эволюции биосферы / Ред. Галимов Э.М. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»/URSS. 2008. С. 223–274.
  21. Печерникова Г.В., Витязев А.В. Эволюция эксцентриситетов орбит планет в процессе их формирования // Аст¬рон. журн. 1980. Т. 57. С. 799–811.
  22. Печерникова Г.В., Звягина Е.В., Сафронов В.С. Распределение допланетных тел по массам. II. Численное решение обобщенного уравнения коагуляции // Астрон. журн. 1976. Т. 53. С. 612.
  23. Печерникова Г.В., Рускол Е.Л. Модели происхождения Луны // Жизнь и Вселенная / Ред. В.Н. Обридко, М.В. Рагульская. М.: изд-во ВВМ. 2017. С. 117–127.
  24. Рускол Е.Л. Происхождение Луны. М.: Наука. 1975. 188 с.
  25. Сафронов В.С. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. М.: Наука. 1969. 244 с.
  26. Шмидт О.Ю. Четыре лекции о теории происхождения Земли. Изд. Третье (дополненное) М.: изд-во АН СССР. 1957. 140 с.
  27. Шмидт О.Ю. Астрономический возраст Земли // Докл. АН СССР. 1945. Т. 46. № 9. С. 392–395.
  28. Шмидт О.Ю. Возникновение планет и их спутников // Изв. АН СССР. Сер. физич. 1950. Т. 14. № 1. С. 29–45.
  29. Шмидт О.Ю. Метеоритная теория происхождения Земли и планет // Докл. АН СССР. 1944. Т. 45. № 6. С. 245–249.
  30. Шмидт О.Ю. О законе планетных расстояний // Докл. АН СССР. 1946. Т. 52. № 8. С. 673–678.
  31. Bai X.-N., Stone J. Dynamics of solids in the midplane of protoplanetary disks: Implications for planetesimal formation // Astrophys. J. 2010. V. 722. P. 1437–1459.
  32. Bai X.-N., Stone J.M. Wind-driven accretion in proto¬planetary disks. I. Suppression of the magnetorotational instability and launching of the magnetocentrifugal wind // Astrophys. J. 2013. V. 769, article id. 76.
  33. Bai X-N., Ye J., Goodman J., Yuan F. Magneto-thermal disk winds from protoplanetary disks // Astrophys. J. 2016. V. 818, Is. 2. Article id. 152. 20 p.
  34. Blum J. Dust evolution in protoplanetary discs and the formation of planetesimals. What have we learned from laboratory experiments? // Space Science Reviews. 2018. V. 214. Is. 2. Article id. 52. 19 p.
  35. Carrera D., Johansen A., Davies M.B. How to form planetesimals from mm-sized chondrules and chondrule aggregates // Astronomy and Astrophysics. 2015. V. 579. Article id. A43. 20 p.
  36. Coradini A., Federico C., Magni C. Formation of planetesimals in an evolving protoplanetery disk // Astron. and Astrophys. 1981. V. 98. P. 173–185.
  37. Cuzzi J.N., Dobrovolskis A.R., Champney J.M. Particle-gas dynamics in the midplane of a protoplanetary nebula // Icarus. 1993. V. 106. P. 102–134.
  38. Drążkowska J., Aliber Y., Moore B. Close-in planetesimal formation by pile-up of drifting pebbles // Astron. and Astrophys. 2016. V. 594. Article id. A105, 12 p.
  39. Edgeworth K.E. The origin and evolution of the solar system // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 1949. V. 109. P. 600–610.
  40. Goldreich P., Ward W.R. The formation of planetesimals // Astrophys. J. 1973. V. 183. P. 1051–1061.
  41. Goodman J., Pindor B. Secular instability and planetesimal formation in the dust layer // Icarus.2000. V. 148. P. 537–549.
  42. Ida S., Guillot T. Formation of dust-rich planetesimals from sublimated pebbles inside of the snow line // Astron. and Astrophys. 2016. V. 596. Article id. L3. 5 р.
  43. Johansen A., Blum J., Tanaka H., Ormel C., Bizzarro M., Rickman H. The multifaceted planetesimal formation process // Protostars and Planets VI / Eds Beuther H., Klessen R.S., Dullemond C.P., Henning T. Tucson: Univ.Arizona Press. 2014. P. 547–570.
  44. Johansen A., Youdin A.N., Lithwick Y. Adding particle collisions to the formation of asteroids and Kuiper belt objects via streaming instabilities // Astron. and Astrophys. 2012. V. 537. Article id. A125. 17 p.
  45. Kataoka A., Tanaka H., Okuzumi S., Wada K., Fluffy dust forms icy planetesimals by static compression. Astron. Astrophys. 2013. V. 557. Article id. 4 p.
  46. Kruijer T.S., Kleine T., Fischer-Godde M., Sprung P. Lunar tungsten isotopic evidence for the late veneer // Nature. 2015. V. 520. P. 534–537.
  47. Lissauer J., Safronov V.S. The random component of planetary rotation // Icarus.1991. V. 93. P. 288–297.
  48. Lodders K. Solar System abundances and condensation temperatures of the elements // Astrophys. J. 2003. V. 591. P. 1220–1247.
  49. Makalkin A.B. Possibility of formation of an initially inhomogeneous Earth // Phys. Earth Planet. Inter. 1980. V. 22. P. 302–312.
  50. Michikoshi, S., Kokubo, E. Dynamics of porous dust aggregates and gravitational instability of their disk // Astropys. J. 2017. V. 842. Article id. 61. 15 p.
  51. Morbidelli A., Raymond S.N. Challenges in planet formation // J. of Geophys. Res. : Planets. 2016. V. 121. Is. P. 1962–1980.
  52. Ogilvie G. I., Lubow S.H. On the wake generated by a planet in a disc // Month. Not. Roy. Astron. Soc. 2002. V. 330. P. 950–954.
  53. Rafikov R.R. Runaway accretion of metals from compact discs of debris on to white dwarfs // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2011. V. 416. P. L55–L59.
  54. Rufu R., Aharonson O., Perets H.G. A multiple-impact origin for the Moon // Nature Geoscience. 2017. V. 10. P. 89–94.
  55. Safronov V.S., Pechernikova G.V., Ruskol E.L., Vityazev A.V. Protosatellite swarms // Satellites / Eds Burns J.A., Matthews M.S. Tucson: Univ. of Arizona Press. 1986. P. 89–116.
  56. Safronov V.S. Kuiper prize lecture: Some problems in the formation of the planets // Icarus. 1991. V. 94. P. 260–271.
  57. Shariff K., Cuzzi J. Gravitational instability of solids assisted by gas drag: Slowing by turbulent mass diffusivity // Astrophys. J. 2011. V. 738. Iss. 1. Article id. 73. 9 p.
  58. Takahashi S.Z., Inutsuka S. Two-component secular gravi¬tational instability in a protoplanetary disk: A possible mechanism for creating ring-like structures // Astrophys. J. 2014. V. 794. Iss. 1. Article id. 55. 7 p.
  59. Takeuchi Т., MutoT., Okuzumi S., Ishitsu N., Ida S. Induced turbulence and the density structure of the dust layer in a protoplanetary disk // Astrophys. J. 2012. V. 744. Article id. 101. 16 p.
  60. Toomre A. On the gravitational stability of a disk of stars // Astrophys. J. 1964. V. 139. P. 1217–1238.
  61. Ward W.R. Protoplanet migration by nebula tides // Icarus. 1997. V. 126. P. 261–281.
  62. Weidenschilling S.J. Evolution of grains in a turbulent solar nebula // Icarus. 1984. V. 60. P. 555–567.
  63. Williams J., Cieza L. Protoplanetary disks and their evolu¬tion // Ann. Rev. Astron. and Astrophys. 2011. V. 49. Is. 1. P. 67–117.
  64. Youdin A.N. On the formation of planetesimals via secular gravitational instabilities with turbulent stirring // Astrophys. J. 2011. V.731. Article id. 99. 18 p.
  65. Youdin A.N., Chiang E.I. Particle pileups and planetesimal formation // Astrophys. J. 2004. V. 601. P. 1109–1119.
  66. Youdin A.N., Shu F.H. Planetesimal formation by gravitational instability // Astrophys. J. 2002. V. 580. P. 494–505.
  67. Youdin A.N., Goodman J. Streaming instabilities in proto¬planetary disks // Astrophys. J. 2005. V. 620. P. 459–469.
  68. Zharkov V.N. The role of Jupiter in the formation of planets. Geophys. Monograph. 74. Amer. Geophys. Union. IUGG. 1993. V. 14. P. 7–17.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2019

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах