Бурхливе народження в примітивній хмарі

Моделювання пояснює, як планети складаються з газу та пилу

Народження в первісній хмарі: Розріз кругового диска показує, що стільки речовини накопичується на світлому місці, що починається локальний колапс. Це стиснення залишається стабільним в турбулентному потоці і з часом захоплює все більше і більше матерії з диска. Нарешті, утворюється мініпланета, яка згодом стикається з багатьма іншими та утворює велику планету. © Інститут астрономії Макса Планка
читати вголос

Планети народжуються з космічних хмар газу і пилу. З часом у них утворюється невелика кількість речовини, яка потім збивається в будівельні блоки розміром з крихітний астероїд. Зараз міжнародна команда імітувала, як ці астероїди переростають у планети. Як вони зараз повідомляють у "Природі", турбулентні потоки відіграють важливу роль.

{1л}

Навіть наша величезна Сонячна система почала малу. При його народженні зірка народилася в центрі хмари газу і пилу - сонця. Вона взяла більшу частину справи в хмарі. Частинки пилу, що залишилися, оберталися рівним шаром, так званий навколозоряний диск, навколо них. Згідно з теорією, ці пилові частинки стикалися і стискалися все більше і більше, поки вони не були висотою в кілька метрів. Шматки тепер були занадто великими, щоб прилипати один до одного, руйнуючись від удару.Розбиті, відволікаючись і гальмуючи газ, вони потім спіралі навколо. Протягом кількох століть вони нарешті занурилися на сонце. На цьому момент опис закінчився поки що - сильно на прикрості астрономів. Тому що сценарій описує викидень, тому що шматки розмірів метра нестабільні і зникають з місця події.

Теорія закінчилася тупиком

Макс Планк, дослідники та астрономи з США та Канади, тепер розраховували в симуляції того, як молода Сонячна система все ще досягає успіху у світі. "Ми допомагаємо теорії формування планети вийти з наукової глухого кута", - каже Томас Хеннінг, який керував групою: "Тільки тоді, коли дуже великі шматки - планетсимали - що проміжок багатьох кілометрів зростаються разом, стара теорія спрацьовує знову". Час між шматками і цілими планетарними ядрами раніше не було відомо. Однак вісім планет нашої системи та безліч планет інших зірок показують, що раніше невідомі ефекти також повинні приєднуватися до розмірів метрів. Тільки тоді вони можуть уникнути смерті під час сонячного вогню і служити будівельним матеріалом для більших тіл.

Турбуленти конденсують шматки

Щоб вирішити цю загадку, вчені Гейдельберга та їхні колеги спочатку імітували фізичні процеси на комп’ютері. Вони включали всі сили, що виникають, і розглядали взаємодію частинок пилу та газу. Під час моделювання вони змогли прослідкувати в трьох вимірах, як Сонячна система повільно зростає. дисплей

Дотримуючись цього принципу, дослідники виявили, що магнітні поля протікають через газовий диск, перш ніж він почне руйнуватися і утворювати шматки. Потім колапс додатково посилює ці поля, викликаючи турбулентність диска, збільшуючи тиск газу. Тоді як окремі шматки твердої речовини потім збираються в площині - кругозірному диску - газ в деяких місцях тисне на цей матеріальний потік і сповільнює його. Тиск газу тим самим стискає шар шматка і одночасно стискає його. Ефект схожий на смугу звуження на шосе, через яку заважають транспортні засоби.

Розмір астероїда найбільший

При таких великих шматках гравітація починає домінувати над усіма іншими наслідками: як тільки компактний шматок утворився в турбулентному потоці, він залишається стабільним. Якщо його розмір досягне приблизно астероїда або міні-літака, газ більше не може сповільнити його. Небезпека, що шматок вріжеться у зірку, тому заборонена. "Цей процес росту працює надзвичайно ефективно", - каже Хуберт Клар з Інституту астрономії Макса Планка в Гейдельберзі: "Він завершений приблизно через сто років".

Зараз нічого не перешкоджає зростанню, крім нормальних планетарних розмірів. Ці планетоматеріали продовжують руйнуватися, утворюючи все міцніші тіла. Кілька мільйонів з них потім кружляють на диску. Деякі з них переростають у дитячі планети, а потім надають настільки велику гравітаційну силу, що газ, пил та менші шматки навколо них падають все швидше та швидше. В результаті вони переростають у справжні планети. Вони ковтають решту шматочки по частинах, і диск майже повністю спорожняється. Тоді Сонячна система виглядає так, що ми можемо спостерігати її сьогодні: одна зірка і кілька планет. Окремі самотні переживають цей канібалізм у кругозірному диску і обходять комети і астероїди через Сонячну систему. Принаймні, це теорія нового моделювання. Чи дійсно природа дотримується цього сценарію, потребуватимуть майбутніх спостережень за віддаленими сонячними системами під час їх народження.

(MPG, 30.08.2007 - НКО)