Smatra se da su kamenite planete poput Zemlje počele kao prašina koja kruži tek rođenim zvijezdama, a tragovi o podrijetlu takve prašine dolaze do nas u današnjim meteoritima i kometama, kao i opažanjima cirkularnih diskova oko mladih zvijezda.
No, misterija je shvatila detalje evolucije prašine i kako na kraju dolazi do formiranja većih predmeta. Sada, dva rada u časopisu Priroda predlažu novi mehanizam koji bi to objasnio.
Novi mehanizam ovisi o kristalnim zrncima prašine šokirane toplinom, koja su nekako migrirala od mjesta gdje su stvorena - vjerojatno blizu Sunca - u vanjski Sunčev sustav. Po implikaciji, isti se proces trebao odvijati i kod drugih mladih zvijezda.
Predložen je trio prošlih hipoteza kako bi se objasnila migracija, ali nijedna od njih nije sasvim prikladna. Uključivali su, prema riječima fizičara Dejana Vinkovića sa Sveučilišta u Splitu, burno miješanje, balističko lansiranje čestica u gustom vjetru nastalom interakcijom akrecijskog diska s magnetskim poljem mlade zvijezde (nazvanim X-vjetrovim modelom), i miješanje posredovano prolaznim spiralnim krakovima u rubno gravitacijski nestabilnim diskovima. Vinković je vodeći autor na jednom od časopisa Priroda radovi.
"Turbulentno miješanje zahtijeva izvor učinkovite turbulentne viskoznosti, a magnetorotacijska nestabilnost se poziva kao kandidat koji najviše obećava, ali veliki se diskovi smatraju nedovoljno ioniziranim da bi ta nestabilnost bila aktivna", napisao je. "X-wind model oslanja se na teorijski pojam konfiguracija magnetskog polja u neposrednoj blizini zvijezda prije glavnog praga i velike nade polažu se na buduća zapažanja radi rješavanja ovog problema."
I na kraju, „Model spiralnih oružja je u domenu rasprave o tome jesu li temeljni brojevi, fizičke aproksimacije i pretpostavke o početnim uvjetima dovoljno realni da bi rezultati bili vjerodostojni.“
U drugom su radu Peter Abraham s mađarske Akademije znanosti i njegove kolege pronašli potpis kristalne prašine nakon što je mlada zvijezda zapaljila, dok arhivski podaci nisu pokazali da je to bilo i prije baklje.
Vinkovićev rad istražuje miješanje velikih kristalnih čestica prašine u protoplanetarnoj maglici oko mladog Sunca.
Sila proizvedena svjetlošću koja svijetli na objekt je dobro poznat fenomen nazvan radijacijski pritisak. Ne osjećamo to u svakodnevnom životu jer smo previše masivni da bi se taj efekt mogao primijetiti. S druge strane, za vrlo male čestice, ova sila može biti veća čak i od gravitacije koja zadržava čestice u orbiti oko zvijezde. Do sada su istrage usredotočene samo na pritisak zračenja uslijed zvjezdanog svjetla. Rezultati su pokazali da pojedinačna zrna ne bi putovala daleko i gurala bi se dublje u disk.
Vinković izvještava da infracrveno zračenje koje proizlazi iz prašnjavog diska može isprazniti zrnce veće od jednog mikrometra iz unutarnjeg diska, gdje ih potiskuje zvjezdani pritisak zračenja, dok klizi iznad diska. Zrna ponovo ulaze u disk na radijusima gdje je previše hladno za proizvodnju dovoljnog tlaka infracrvenog zračenja za datu veličinu zrna i čvrstu gustoću.
No, Vinković ističe kako ne samo zvijezda, već i disk sjaji. Proučavajući učinke na protoplanetarne zrnca prašine veće od jednog mikrometra, što je usporedivo s veličinom čestica cigaretnog dima, Vinković je otkrio da intenzivno infracrveno svjetlo iz najtoplijih regija protoplanetarnog diska može potisnuti takvu prašinu iz diska. Infracrveno zračenje je ono što na svojoj koži možemo osjetiti kao "toplinu". Kombinacija tlaka zračenja iz zvijezde i diska stvara neto silu koja omogućava zrnu prašine da surfa duž površine diska od unutarnje do vanjske regije diska.
Temperature u ovom vrućem području dosežu oko 1500 stupnjeva Kelvina (2200 stupnjeva Farenhajta), dovoljno za isparavanje čvrstih čestica prašine ili za promjenu njihove fizičke i kemijske strukture. Mehanizam koji Vinković opisuje u svom radu prenosi tako izmijenjene čestice prašine u hladnija područja diska dalje od zvijezde. To može objasniti zašto kometi sadrže zbunjujuću kombinaciju leda i čestica izmijenjenih na visokim temperaturama. Astronomi su bili zbunjeni ovom mješavinom, jer kometi nastaju u područjima hladnog diska od smrznutih tvari poput vode, ugljičnog dioksida ili metana. Stoga se očekuje da kamene čestice prašine koje se pomiješaju sa ĉovečima nikad ne dožive visoke temperature.
U uvodniku koji je priložio studije astrofizičar sa sveučilišta Missouri Aigen Li napisao je da je porijeklo kristalnih silikata u kometama "predmet rasprave od njihovog prvog otkrivanja prije 20 godina."
Dok Li touts obećava u novoj teoriji, „Bilo bi zanimljivo vidjeti hoće li drugi mehanizmi poput turbulentnog miješanja i„ X-wind “modela učinkovito nositi zrna submikrometra, koja su učinkovita sredina IR-emitera, van i uključiti ih u komete ", napisao je. "Također je moguće da se neki - ali ne svi - kristalni silikati naprave in situ u kometarnoj komi."
Izvor: Vinkovićevo priopćenje. Pogledajte kratku animaciju koja pokazuje kako djeluje novo predloženi mehanizam za kretanje prašine.
