Protoplanetaire schijf
Een protoplanetaire schijf of proplyd is een soort accretieschijf die zich vormt rond een zeer jonge ster, een T Tauri-ster of Herbig-Haro-object. Protoplanetaire schijven zijn de theoretische voorlopers van planetaire systemen. De accretie is hier niet dezelfde als de accretie, die een onderdeel is van de vorming van planetesimalen. Er is hiervan bij proplanetaire schijven nog geen sprake. Doordat het zonnestelsel ook eens uit een protoplanetaire schijf is gevormd, liggen de planeten in een ecliptisch vlak ten opzichte van de zon.
De radius van protoplanetaire schijven kan tot 1000 AE bedragen. Hun temperatuur is laag in vergelijking met die van sterren. Zo is zelfs in het midden van een protoplanetaire schijf de temperatuur nog geen 1000 graden. Water is de enige stof die zowel vast als vloeibaar in grote hoeveelheden in protoplanetaire schijven voorkomt. Protoplanetaire schijven komen vaak in combinatie met Herbig-Haro-objecten voor.
Observaties door de ruimtetelescoop Hubble hebben protoplanetaire schijven en planetaire schijven waargenomen, onder meer in de Orionnevel. Er is een voorbeeld van een foto genomen door de ruimtetelescoop Hubble met vijf sterren in de Orionnevel met een onderlinge afstand onder de 0,14 lichtjaar. Rond 4 van de 5 sterren komen daar protoplanetaire schijven voor. In de buurt van het zonnestelsel zijn ook enkele sterren ontdekt die worden omgeven door een infraroodexces (Wega, Alphekka en Fomalhaut). Dit duidt mogelijk op protoplanetaire schijven, maar gezien de leeftijd van de sterren (100 - 200 miljoen jaar) is het waarschijnlijker dat het planetesimalen zijn.
De schijfvormige 'wolk' van materie wordt gevormd door de zwaartekracht van reeds aanwezige massa, waar meer materiaal omheen wordt aangetrokken. Door het samentrekken van de massa ontstaat een zonnenevel en wordt als gevolg van de wet van behoud van impulsmoment de rotatiesnelheidsteeds groter. Hierdoor wordt de materiewolk vlakker en verandert in een schijf. Wanneer de protoster en de protoplanetaire schijf door een interstellaire gaswolk bewegen, heeft dat invloed op de vorm van de schijf.[1] De initiële collaps duurt ongeveer 100.000 jaar. De protoster, die voornamelijk uit waterstof bestaat, wordt op het laatst een T Tauri type ster of een Herbig Ae/Be ster. Na ongeveer 10 miljoen jaar is de wolk volledig vlak en is de schijf verdwenen.
De ontwikkeling van een protoplanetaire schijf gaat globaal zoals in de figuur aangegeven in vier stappen.
- Een bij benadering concentrisch volume in een moleculaire wolk begint samen te trekken.
- De samentrekking versnelt de rotatie: de nevel gaat steeds sneller roteren en raakt afgeplat tot een schijf.
- Uit lokale draaikolken en spiraalarmen ontstaan verdichtingen en tegelijk ontbrandt in het middelpunt de proto-ster.
- De verdichtingen groeien aan tot planetesimalen en de sterrenwind blaast het overgebleven gas en stof weg.
Jonge puinschijven vormen een fase in de vorming van een planetenstelsel na de fase van de protoplanetaire schijf.
Theoretisch voorbeeld
Vijf sterren in de Orionnevel met rond vier van vijf protoplanetaire schijven
Model van een protoplanetaire schijf
