Želite graditi nebeske objekte? Mislim, zvuči lako - samo započnete s velikim oblakom prašine i gurnete ga tako da se počne vrteti i stvarati, a vi završite sa zvijezdom s nekoliko gomila prašine preostalih u orbiti, koje se nastavljaju stvarati i stvarati planeta.
Problem je što se ovaj proces ne čini fizički mogućim ili se barem može ponoviti u standardnim teorijskim modelima i laboratorijskim simulacijama. Postoji problem s početnim koracima prikupljanja malih razmjera.
Čini se da se čestice prašine lako spajaju kad su vrlo male - putem van der Waalsa i elektrostatskih sila - koje se neprestano grade tako da tvore agregate veličine milimetra i čak centimetara. Ali jednom kad postignu ovu veličinu, te ljepljive sile postaju manje utjecajne - a objekti su i dalje premali da bi stvorili značajnu količinu gravitacijske privlačnosti. Njihova interakcija više je po prirodi sudara koji odskaču - što najčešće rezultira otklizavanjem komada koji odskaču od predmeta, tako da opet počinju biti manji.
Ovo je astrofizički problem poznat kao mjerač barijera.
Ali sve više teoretičari pronalaze načine kako zaobići metarnu barijeru. Prvo, možda je greška pretpostaviti da započinjete s ujednačenim oblakom prašine, u kojem se spontana akumulacija događa svuda u oblaku.
Trenutačno mišljenje je da će možda trebati supernova ili bliska zvijezda u blizini da pokrene evoluciju oblaka prašine u zvjezdani rasadnik. Moguće je da turbulencija u oblaku prašine stvara vrtloge i vrtloge koji favoriziraju lokalno združivanje sitnih čestica u veće čestice. Dakle, umjesto da krenete od jednoličnog oblaka prašine do jednolične zbirke vrlo malih stijena - tu je i šansa za stvaranje nagomilanih predmeta tu i tamo.
Ili možemo samo pretpostaviti određenu stohastičku neizbježnost o bilo čemu što ima najmanje šanse da se dogodi - na kraju se dogodi. Tijekom nekoliko milijuna godina, u ogromnom oblaku prašine koji može biti promjera nekoliko stotina astronomskih jedinica, postaje ogromna raznolikost interakcija - čak i s 99,99% vjerojatnosti da se niti jedan objekt ne može sastaviti do veličine veće od metra, još uvijek je vrlo vjerojatno da će se to dogoditi negdje na tom golemom području.
Bilo kako bilo, nakon što imate nekoliko sjemenih predmeta, pretpostavlja se da postupak snježne kugle preuzme. Jednom kada agregirani objekt postigne određenu masu, njegova inercija će značiti da postaje manje angažiran u turbulentnom protoku. Drugim riječima, objekt će se početi kretati kroz, umjesto da se kreće uz burnu prašinu. U tim će se okolnostima ponašati poput snježne kugle koja se kotrlja niz snježno prekriveno brdo, skupljajući pokrivač od prašine dok se spušta kroz oblak prašine - povećavajući svoj promjer kako ide.
Vremensko razdoblje potrebno za izgradnju takvih snježnih plastenika od radijusa (Rsnijeg) dugačak je od 100 metara do 1000 kilometara. Korišteno modeliranje sugerira vremenski raspon (Tsnijeg) potrebno je između 1 i 10 milijuna godina.
Također je moguće modelirati formaciju planeta oko binarnih zvijezda. Koristeći orbitalne parametre ekvivalentne parametrima binarnog sustava Alpha Centauri A i B, postupak snježne kugle izračunava se da djeluje više efikasno tako da je Tsnijeg vjerojatno nema više od milijun godina.
Kad se formiraju stotine kilometraša, oni bi i dalje sudjelovali u sudarima. Ali pri ovoj veličini objekti stvaraju značajnu samogravitaciju i sudara je vjerojatnije da će biti konstruktivni - što na kraju rezultira planetima s vlastitim krhotinama u orbiti, a zatim tvore prstenove i mjesece.
Postoje dokazi da neke zvijezde mogu formirati planete (barem plinske divove) unutar 1 milijuna godina - kao što je GM Aurigae - dok je našem Sunčevom sustavu možda trebalo mirnijih 100 milijuna godina od rođenja Sunca do trenutne kolekcije stjenovitih, gasnih i ledeni planeti u potpunosti nagomilani od prašine.
Dakle, postoji veća mogućnost od pahulja da ta teorija može doprinijeti boljem razumijevanju formiranja planeta.
Daljnje čitanje: Xie i sur. Od prašine do planetesimalne: faza snježne kugle?
