Haluatko rakentaa taivaankappaleita? Tarkoitan, että se kuulostaa helppolta - aloitat vain suurella pölypilvella ja annat sille nyrkin, jotta se alkaa pyöriä ja kasaantua ja lopulta tähti, jolla on muutama kiertoradalla jätetty pölypöly, joka jatkaa kiteytymistä muodostaen planeetat.
Ongelmana on, että tämä prosessi ei näytä olevan fyysisesti mahdollista - tai ainakin mitään sellaista ei voida jäljitellä tavanomaisissa teoreettisissa malleissa ja laboratoriosimulaatioissa. Alkuperäisissä pienimuotoisissa lisäysvaiheissa on ongelma.
Pölyhiukkaset näyttävät tarttuvan helposti yhteen, kun ne ovat hyvin pieniä - van der Waalsin ja sähköstaattisten voimien kautta - tasaisesti kasaantuen muodostaen millimetrejä ja jopa senttimetriä kokoisia aggregaatteja. Mutta kun he ovat saavuttaneet tämän koon, niistä tarttuvista voimista tulee vähemmän vaikuttavia - ja esineet ovat edelleen liian pieniä tuottamaan tarkoituksenmukaisen määrän painovoimaa. Se, millainen vuorovaikutus heillä on, on pikemminkin palavien törmäysten luonnetta - mikä johtaa useimmiten kappaleiden halkeamiseen pomppivista esineistä niin, että ne alkavat jälleen pienentyä.
Tämä on astrofysiikan ongelma, jota kutsutaan mittarin esteeksi.
Mutta yhä enemmän teoreetikot keksivät tapoja kiertää metrimittarin. Ensinnäkin voi olla virhe olettaa, että aloitat yhtenäisellä pölypilvella, jossa spontaani lisääntyminen tapahtuu kaikkialla pilvessä.
Tämänhetkinen ajattelu on, että läheisen supernoovan tai läheisesti muuttaneen tähden voi viedä pölypilven evoluutio tähtitarhoihin. On mahdollista, että turbulenssi pölypilvissä luo poreallas ja pyörteet, jotka suosivat pienten hiukkasten paikallista aggregaatiota suuremmiksi hiukkasiksi. Joten sen sijaan, että siirryttäisiin yhdestä pölypilvestä yhtenäiseen kokoelmaan hyvin pieniä kiviä - siellä on vain mahdollisuus muodostaa akkreditoituja esineitä täällä.
Tai voimme vain olettaa tietyn stokastisen väistämättömyyden kaikessa, jolla on pienimmät mahdollisuudet tapahtua - lopulta tapahtua. Useiden miljoonien vuosien aikana valtavassa pölypilvissä, jonka halkaisija voi olla useita satoja tähtitieteellisiä yksiköitä, on valtava valikoima vuorovaikutuksia - ja jopa 99,99%: n todennäköisyydellä, että mikään esine ei voi koskaan koota yhteen metriä suurempaan kokoon, se on silti täysin todennäköistä, että näin tapahtuu jonnekin sillä laajalla alueella.
Joko niin, kun sinulla on muutama siemenobjekti, oletetaan, että lumipalloprosessi valtaa. Kun aggregoitunut esine saavuttaa tietyn massan, sen hitaus tarkoittaa, että se sitoutuu vähemmän turbulenttiin virtaukseen. Toisin sanoen esine alkaa liikkua pyörteisen pölyn sijaan, että se liikkuu sen mukana. Näissä olosuhteissa se käyttäytyy kuin lumipallo, joka vierittää lumen peittämää mäkeä ja kerää pölysuojuksen, kun se aukeaa pölypilven läpi - kasvattaa halkaisijaansa käydessäsi.
Aikaväli, joka tarvitaan tällaisten lumipalloitettujen lentokoneiden rakentamiseksi säteestä (Rlumi) on 100 metriä jopa 1000 kilometriä pitkä. Käytetty mallinnus ehdottaa ajanjaksoa (Tlumi) vaaditaan 1–10 miljoonaa vuotta.
On myös mahdollista mallintaa planeettojen muodostumista binaaritähteiden ympärille. Käyttämällä kiertoradan parametrejä, jotka vastaavat binaarijärjestelmän Alpha Centauri A ja B parametreja, lumipalloprosessin lasketaan toimivan enemmän tehokkaasti niin että Tlumi on todennäköisesti enintään miljoona vuotta.
Kun sata kilometriä kokoisia lentokoneita on muodostunut, ne osallistuisivat edelleen törmäyksiin. Mutta tässä koossa esineet synnyttävät merkittävän itsegravitaation ja törmäykset ovat todennäköisemmin rakentavia - johtaen lopulta planeetoihin, joilla on omat kiertävät roskat, jotka muodostavat sitten renkaat ja kuut.
On todisteita siitä, että jotkut tähdet voivat muodostaa planeettoja (ainakin kaasu jättiläisiä) miljoonan vuoden sisällä - kuten GM Aurigae -, vaikka aurinkokuntamme on saattanut viedä rauhallisemman 100 miljoonan vuoden ajan Auringon syntymästä nykyisen kivisen, kaasukokoelman kokoelmaan. ja jäiset planeetat, jotka ovat täysin keränneet pölystä.
Joten helvetissä on enemmän kuin lumipallo mahdollisuus, että tämä teoria voi auttaa ymmärtämään paremmin planeetan muodostumista.
Lisätietoja: Xie et ai. Pölystä planetesimaliin: lumipallovaihe?
