恒星“落灰”或有助遥远行星成长：3D模拟提供对原行星之谜的见解

（神秘的地球uux.cn报道）据cnBeta：世界上第一个同时考虑年轻恒星周围圆盘中尘埃运动和增长的三维模拟显示，中心区域的大型尘埃可以被气体外流夹带，然后被喷射出来，并最终落回圆盘的外部区域，在那里它可能促成行星的形成。这个过程可以比作火山的 “落灰”，即在火山爆发期间被气体带起的灰落在火山周围的区域。这些结果有助于解释观察到的年轻原恒星周围的尘埃结构。

阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的观测揭示了年轻恒星周围气体和尘埃的原行星盘中的空隙。行星的引力效应被认为是形成这些环的原因之一。然而，有些星环甚至比太阳系中海王星的位置还要远。在这些距离上，尘埃，一个行星形成的重要组成部分，应该是稀缺的。此外，随着星盘的增长，尘埃预计会向星盘的中心区域移动。因此，行星如何能在外围区域形成一直是个谜。

鹿儿岛大学Yusuke Tsukamoto领导的研究小组利用日本国家天文台（NAOJ）专用于天文学计算的世界上最强大的超级计算机ATRUI II，对原行星盘中的尘埃运动和生长进行了世界上首次3D模拟。研究小组发现，生长在中心区域的大型尘埃颗粒可以被从盘中喷发出来的气体流（称为双极外流）带出，与盘垂直。然后这些尘埃从外流中飘出，重力将其拉回盘的外部。Tsukamoto评论说：“住在鹿儿岛，在樱岛山活火山的阴影下，当我看到模拟结果时，我自然想到了火山落灰。”

模拟结果显示，这种“恒星落灰”可以丰富原行星盘外部区域的大量尘埃，促进行星小行星的形成，最终可能导致行星的形成。

这项研究利用了NAOJ的超级计算机ATRUI II（Cray XC50）来模拟原行星盘。ATERUI II在NAOJ水泽园区（岩手县奥州）运行，理论峰值性能为3.087 Pflops。