Аккреция — это процесс падения и накопления вещества на небесном теле под действием гравитации. В астрономии этот термин используется для описания того, как газ, пыль, планетезимали или более крупные объекты постепенно притягиваются и присоединяются к звездам, планетам, белым карликам, нейтронным звездам и черным дырам.
Как происходит аккреция
Когда вещество оказывается рядом с массивным объектом, его движение начинает определяться силой тяжести. Частицы могут терять энергию при столкновениях, излучении или трении и постепенно приближаться к центру притяжения. В результате образуется поток вещества, который со временем увеличивает массу тела, на которое происходит падение.
Аккреция особенно эффективна там, где есть плотные облака газа и пыли, а также сильное гравитационное поле. Часто вокруг объекта формируется аккреционный диск — вращающаяся структура из вещества, которое не может сразу упасть прямо внутрь из-за сохранения момента импульса.
Аккреция в жизни звезд
Важнейшую роль аккреция играет при образовании звезд. Молодая звезда формируется из облака межзвездного газа, которое постепенно сжимается и наращивает массу за счет притока вещества из окружающей среды. Именно благодаря аккреции протозвезда становится достаточно массивной, чтобы в ее ядре начались термоядерные реакции.
Аккреция продолжается и в более поздние периоды эволюции звезд. Например, в двойных системах одна звезда может перетягивать вещество со своей компаньонки. Это приводит к вспышкам, изменению светимости и появлению различных астрономических явлений, таких как новые и рентгеновские всплески.
Аккреция вокруг компактных объектов
Особенно ярко аккреция проявляется возле белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр. Из-за очень сильной гравитации вещество разгоняется до огромных скоростей и при падении нагревается до высоких температур. В результате аккреционный диск начинает излучать мощный свет, часто в рентгеновском диапазоне.
У черных дыр аккреция имеет особое значение, потому что сама черная дыра не излучает свет напрямую, но вещество в диске перед падением может быть чрезвычайно ярким. Поэтому астрономы нередко обнаруживают такие объекты именно по излучению их аккреционных дисков.
Роль аккреции в образовании планет
Аккреция важна не только для звезд, но и для формирования планет. В протопланетном диске вокруг молодой звезды пыльные частицы сталкиваются и слипаются, образуя все более крупные тела. Так возникают планетезимали, а затем и полноценные планеты.
Этот процесс может продолжаться миллионы лет. В зависимости от условий в диске одни планеты накапливают в основном каменистое вещество, а другие — большое количество газа, становясь газовыми гигантами.
Значение аккреции для астрономии
Аккреция помогает объяснить происхождение и развитие многих космических объектов. Без нее было бы трудно понять, как формируются звезды, растут планеты и почему некоторые объекты излучают настолько мощно. Изучение аккреции позволяет лучше узнать устройство Вселенной и процессы, которые происходят в ней на разных масштабах.