Процессы переноса вещества в аккреционных дисках молодых звёздных объектов играют важнейшую роль в образовании звезд и планет из вещества диска, а также оказывают влияние на формирование органических молекул, создающих основу для возникновения жизни в планетной системе. Проект посвящён изучению влияния переноса вещества в аккреционных дисках молодых звёздных объектов на их наблюдательные характеристики, а также физическую структуру и химический состав.
Для исследования будут использоваться результаты наблюдений на крупнейших в мире интерферометрах инфракрасного и радиодиапазонов VLTI и ALMA, в том числе полученных в ходе проекта в соответствии с наблюдательным временем, выделенным в результате конкурсного отбора (в данный момент время выделено для наблюдений молодых звездных объектов AFGL 4176 и IRAS 13481-6124). В ходе выполнения проекта планируется проведение спектроскопического и фотометрического мониторинга, а также поляриметрических наблюдений молодых звёздных объектов. Мониторинговые и поляриметрические наблюдения будут выполнены на инструментах Коуровской астрономической обсерватории УрФУ и Европейской южной обсерватории. В рамках данного проекта впервые будет проведено исследование зависимости поляризации излучения молодых звёздных объектов от их возраста и других параметров диска, определяемых процессами переноса вещества и эволюции магнитного поля. С этой целью будут проведены поляриметрические наблюдения хорошо известных скоплений молодых звёздных объектов, таких как Tr 37 и NGC 7129. Также впервые будет исследовано изменение положения достаточно большого числа звёзд Ае/Ве Хербига на двухцветной диаграмме (J-H)-(H-K) на промежутках времени порядка года, что позволит обнаружить возможную переменность темпа аккреции вещества и физических условий в диске. Будет подробно исследована переменность запрещённых оптических линий [OI] в спектре звезды Хербига, на основе чего будет сделан вывод о возможных вариациях физических условий в аккреционном диске.
Для интерпретации и анализа данных наблюдений планируется использование теоретических моделей аккреционного диска. Будет проводиться численное моделирование эволюции молодых звёздных объектов с помощью кинематической магнитогидродинамической (МГД) модели аккреционных дисков молодых звёзд Дудорова и Хайбрахманова (2014) и с помощью двумерного численного кода Enlil. В ходе выполнения проекта модели получат дальнейшее развитие. В частности, в модели будет добавлен учет основных процессов ионизации, омической и магнитной амбиполярной диффузии магнитного поля, а также процессы динамики пыли. Предполагается сопряжение МГД-модели с химическим кодом MONACO, что позволит самосогласованно рассчитывать степень ионизации среды, а также химическую эволюцию органического материала в газе и на пылевых частицах в режиме пост-процессинга. Особое внимание при расчётах будет уделено структуре и химическому составу так называемой "мёртвой" зоны диска — области диска, где степень ионизации вещества наиболее низка. Наличие и параметры "мёртвой" зоны напрямую связаны с планетообразованием и образованием сложных и биогенных молекул в диске. Результаты моделирования будут использованы для расчёта поляризации излучения диска в континууме, фотометрических характеристик диска и распределения излучения в линиях различных молекул (моноокиси углерода, формальдегида и др.) по изображению диска. Расчёт переноса излучения будет выполняться с помощью открытых программных кодов, таких как LIME и RADMC-3D. Полученные характеристики излучения диска затем будут сравниваться с данными наблюдений. Таким образом, будет исследовано влияние процессов переноса на наблюдательные характеристики аккреционных дисков. В том числе, впервые будет исследована возможность наблюдений на современных интерферометрах вариаций поляризации излучения диска, связанных с наличием "мёртвых" зон в аккреционных дисках.