Chcete stavať nebeské objekty? Myslím, že to znie ľahko - začíname s veľkým oblakom prachu a dáte mu štipku tak, že sa začne točiť a zhlukovať a nakoniec skončíte s hviezdou s pármi pramienkami prachu, ktoré zostanú na obežnej dráhe a ktoré sa budú ďalej zhlukovať do formy planéty.
Problém je, že sa zdá, že tento proces nie je fyzicky možný - alebo sa nič podobné nedá zopakovať v štandardných teoretických modeloch a laboratórnych simuláciách. Vyskytol sa problém s počiatočnými krokmi v malej mierke.
Zdá sa, že prachové častice sa navzájom ľahko zlepia, keď sú veľmi malé - prostredníctvom van der Waalsových a elektrostatických síl - ktoré sa neustále vytvárajú a vytvárajú agregáty milimetrových a dokonca centimetrových. Ale akonáhle sa dostanú k tejto veľkosti, lepkavé sily sa stávajú menej vplyvnými - a objekty sú stále príliš malé na to, aby vyvolali zmysluplné množstvo gravitačnej príťažlivosti. Interakcia, ktorú majú, je skôr v charaktere zrážajúcich sa zrážok - čo najčastejšie vedie k tomu, že kusy sú odštiepené od odrážajúcich objektov, takže sa začnú znova zmenšovať.
Toto je astrofyzikálny problém známy ako barometrická bariéra.
Teoretici však stále viac prichádzajú s cestami, ako sa dostať okolo bariéry metra. Po prvé, môže byť chybou predpokladať, že začnete s rovnomerným oblakom prachu, v ktorom k spontánnemu hromadeniu dochádza všade v oblaku.
V súčasnosti sa uvažuje o tom, že spustenie vývoja oblaku prachu do hviezdnej škôlky môže vyžadovať blízka supernova alebo tesne migrujúca hviezda. Je možné, že turbulencie v oblakoch prachu vytvárajú vírivky a víry, ktoré uprednostňujú miestnu agregáciu malých častíc na väčšie častice. Takže namiesto toho, aby ste prešli z rovnomerného oblaku prachu do jednotnej zbierky veľmi malých hornín - existuje tu iba šanca na vytváranie nahromadených predmetov.
Alebo môžeme iba predpokladať určitú stochastickú nevyhnutnosť vo všetkom, čo má najmenšiu šancu na vznik - nakoniec sa to stane. Počas niekoľkých miliónov rokov, v obrovskom oblaku prachu, ktorý môže mať priemer niekoľko stoviek astronomických jednotiek, je možné veľké množstvo interakcií - a dokonca s pravdepodobnosťou 99,99%, že žiadny objekt sa nemôže agregovať na veľkosť väčšiu ako meter, je to stále je celkom pravdepodobné, že sa to stane niekam v tejto rozsiahlej oblasti.
V každom prípade, akonáhle budete mať niekoľko semenných objektov, predpokladá sa, že proces preberania snehu preberá. Keď agregovaný objekt dosiahne určitú hmotnosť, jeho zotrvačnosť bude znamenať, že sa menej zapojí do turbulentného toku. Inými slovami, objekt sa začne pohybovať skôr než turbulentným prachom. Za týchto okolností sa bude správať ako snehová guľa valiaca sa po zasneženom kopci, ktorý zhromažďuje prachovú vrstvu, keď prechádza cez oblak prachu - čím sa zväčšuje jej priemer.
Časové rozpätie potrebné na to, aby sa takéto snehobiele planéty postavili z okruhu (R.sneh) od 100 metrov do 1 000 km je dlhá. Použitý model naznačuje časové rozpätie (Tsneh) od 1 do 10 miliónov rokov.
Formáciu planéty je možné modelovať aj okolo binárnych hviezd. Použitím orbitálnych parametrov, ktoré sú rovnocenné s parametrami binárneho systému Alpha Centauri A a B, sa proces snehovej gule vypočíta tak, aby fungoval viac. účinne takže Tsneh je pravdepodobne nie viac ako 1 milión rokov.
Akonáhle sa vytvoria stovky kilometrov veľkých planetesimálov, budú sa naďalej zrážať. Pri tejto veľkosti však objekty vytvárajú podstatnú vlastnú gravitáciu a zrážky s väčšou pravdepodobnosťou budú konštruktívne - nakoniec budú mať za následok planéty s vlastnými obežnými úlomkami, ktoré potom vytvoria krúžky a mesiace.
Existujú dôkazy, že niektoré hviezdy môžu tvoriť planéty (prinajmenšom plynové giganty) do 1 milióna rokov - napríklad GM Aurigae -, zatiaľ čo naša slnečná sústava mohla trvať pokojnejšie 100 miliónov rokov od narodenia Slnka až po súčasnú kolekciu skalných plynov. a ľadové planéty úplne nahromadené z prachu.
Takže v pekle je viac ako len snehová guľa, že táto teória môže prispieť k lepšiemu porozumeniu formácie planéty.
Ďalšie čítanie: Xie a kol. Od prachu k planéte: snehová guľa?
