Predpokladá sa, že všetky skalné planéty ako Zem začali prachom obiehajúcim novo narodené hviezdy a stopy o pôvode takého prachu k nám prichádzajú v dnešných meteoritoch a kométach, ako aj pozorovania obehových diskov okolo mladých hviezd.
Tajomstvo však zahalilo podrobnosti o vývoji prachu a o tom, ako nakoniec vzniknú väčšie objekty. Teraz dva noviny v časopise príroda navrhujú nový mechanizmus na jeho vysvetlenie.
Nový mechanizmus závisí od tepelne šokovaných zŕn kryštalického prachu, ktoré nejako migrovali z miesta, kde boli vytvorené - pravdepodobne blízko Slnka - do vonkajšej slnečnej sústavy. Z toho vyplýva, že rovnaký proces by sa mal vyskytovať aj pri iných mladých hviezdach.
Na vysvetlenie migrácie bolo navrhnuté tri hypotézy z minulých období, ale žiadna z nich nebola celkom vhodná. Zahŕňali, podľa fyzika Dejana Vinkoviča z chorvátskej univerzity v Splite, turbulentné miešanie, balistické vypúšťanie častíc v hustej vetre vytvorenej interakciou narastajúceho disku s magnetickým poľom mladej hviezdy (nazývané model X vetra) a miešanie sprostredkované prechodnými špirálovými ramenami v okrajovo gravitačne nestabilných diskoch. Vinkovic je hlavným autorom jedného z príroda papiere.
"Turbulentné miešanie vyžaduje zdroj efektívnej turbulentnej viskozity a magnetorotačná nestabilita sa vyvoláva ako najsľubnejší kandidát, ale veľké úseky disku sa nepovažujú za dostatočne ionizované, aby túto nestabilitu udržali aktívnu," napísal. „Model X-vetra sa spolieha na teoretickú predstavu o konfigurácii magnetického poľa v bezprostrednej blízkosti hviezd pred hlavnou sekvenciou a veľké nádeje sa kladú na budúce pozorovania, aby sa táto ťažkosť vyriešila.“
A nakoniec, „Model špirálových ramien je v oblasti diskusií o tom, či sú základné číselné údaje, fyzické aproximácie a predpoklady o počiatočných podmienkach dosť realistické na to, aby boli výsledky hodnoverné.“
V druhej novine Peter Abraham z Maďarskej akadémie vied a jeho kolegovia nachádzajú podpis kryštalického prachu po vzplanutí mladej hviezdy, zatiaľ čo archívne údaje o ňom pred vzplanutím nepoukazovali.
Vinkovic papier skúma miešanie veľkých častíc kryštalického prachu v protoplanetárnej hmlovine okolo mladého Slnka.
Sila vyvolaná žiarením svetla na objekt je dobre známy jav nazývaný tlak žiarenia. Necítime to v každodennom živote, pretože sme príliš masívni na to, aby bol tento účinok viditeľný. Na druhej strane, pre veľmi malé častice môže byť táto sila väčšia ako gravitácia, ktorá udržuje častice na obežnej dráhe okolo hviezdy. Vyšetrovania sa doteraz zameriavali iba na radiačný tlak spôsobený hviezdnym svetlom. Výsledky ukázali, že jednotlivé zrná by necestovali ďaleko a boli by tlačené hlbšie do disku.
Vinkovic uvádza, že infračervené žiarenie, ktoré vzniká z prašného disku, môže z vnútorného disku vylisovať zrná väčšie ako jeden mikrometer, kde sú tlačené smerom von pomocou hviezdneho tlaku, zatiaľ čo kĺzajú nad diskom. Zrná znovu vstupujú na disk v polomeroch, kde je príliš chladno na to, aby poskytovali dostatočnú podporu tlaku infračerveného žiarenia pre danú veľkosť zŕn a hustotu pevnej látky.
Vinkovic však zdôrazňuje, že to nie je len hviezda, ale aj disk, ktorý žiari. Pri štúdiu účinkov na protoplanetárne prachové zrná väčšie ako jeden mikrometer, ktoré je porovnateľné s veľkosťou častíc cigaretového dymu, Vinkovic objavil, že intenzívne infračervené svetlo z najteplejších oblastí protoplanetárneho disku je schopné vytlačiť taký prach z disku. Infračervené žiarenie je to, čo môžeme cítiť ako „teplo“ na našej pokožke. Kombinácia radiačného tlaku od hviezdy a disku vytvára sieťovú silu, ktorá umožňuje prachovým zrnám surfovať po povrchu disku z vnútorných do vonkajších oblastí disku.
Teploty v tejto horúcej oblasti dosahujú okolo 1500 stupňov Kelvina (2200 stupňov Fahrenheita), čo je dosť na odparenie tuhých častíc prachu alebo zmenu ich fyzikálnej a chemickej štruktúry. Mechanizmus, ktorý Vinkovic opisuje vo svojom dokumente, by prenášal takéto zmenené prachové častice do chladnejších oblastí diskov mimo hviezdy. To môže vysvetliť, prečo kométy obsahujú záhadnú kombináciu ľadovcov a častíc zmenených pri vysokých teplotách. Astronómovia boli touto zmesou zmätení, pretože kométy sa tvoria v oblastiach studených diskov zo zmrazených látok, ako je voda, oxid uhličitý alebo metán. Preto sa očakáva, že častice skalného prachu, ktoré sa nakoniec zmiešajú s ľadom, nikdy nezažijú vysoké teploty.
V úvodníku, ktorý štúdie sprevádzal, astrofyzik Aigen Li z Missourskej univerzity napísal, že pôvod kryštalických kremičitanov v kométach „je predmetom debaty od ich prvého zistenia pred 20 rokmi.“
Aj keď Li touts v novej teórii sľubuje, „bolo by zaujímavé zistiť, či iné mechanizmy, ako je turbulentné miešanie a model„ X-vietor “, by účinne prenášali submikrometre zrná, ktoré sú účinnými žiaričmi v strede IR, a začlenili ich do kométy, “napísal. "Je tiež možné, že niektoré - ale nie všetky - kryštalické kremičitany sa vyrábajú in situ v kometárnych komé."
Zdroj: Vinkovicova tlačová správa. Pozrite si krátku animáciu, ktorá ukazuje, ako funguje nový mechanizmus pohybu prachu.
