Смята се, че скалистите планети като Земята са започнали като прах, обикалящ новородени звезди, а уликите за произхода на такъв прах идват при нас в днешните метеорити и комети, както и наблюдения на обиколни дискове около млади звезди.
Но мистерията е загърнала детайлите от еволюцията на праха и как в крайна сметка се стига до образуването на по-големи предмети. Сега, две статии в дневника природа предлагат нов механизъм за обяснението му.
Новият механизъм зависва върху топлинно шокирани кристални прахови зърна, които по някакъв начин мигрират от мястото, където са създадени - вероятно по-близо до Слънцето - към външната Слънчева система. По подразбиране, същият процес трябва да се случи и при други млади звезди.
Бяха предложени трио от минали хипотези, които обясняват миграцията, но никоя от тях не е напълно подходяща. Те включват, според физика Деян Винкович от Университета в Сплит в Хърватия, бурно смесване, балистично изстрелване на частици в плътен вятър, създаден чрез взаимодействие на акредиращия диск с магнитното поле на младата звезда (наречен модел X-wind) и смесване, опосредствано от преходни спирални рамена в гравитационно нестабилни дискове. Винкович е водещ автор на един от природа документи.
"Бурното смесване изисква източник на ефективна турбулентна вискозитет, а магниторотационната нестабилност е извикана като най-обещаващият кандидат, но големите участъци от диска се считат за недостатъчно йонизирани, за да поддържат тази нестабилност активна", пише той. „Моделът X-wind се опира на теоретичната представа за конфигурации на магнитното поле в непосредствена близост до звездите преди главната последователност и големи надежди се полагат на бъдещи наблюдения за разрешаване на това затруднение.“
И накрая, „Моделът на спиралните рамена е в областта на дискусиите за това дали основните числа, физически приближения и предположения за първоначалните условия са достатъчно реалистични, за да направят резултатите правдоподобни.“
В другата книга Петър Абрахам от Унгарската академия на науките и неговите колеги откриват подписа на кристален прах, след като млада звезда пламна, докато архивните данни не показват никакви следи от нея преди пламъка.
Хартията Винкович изследва смесването на големи кристални прахови частици в протопланетарната мъглявина около младото Слънце.
Силата, произведена от светлината на обекта, е добре известно явление, наречено радиационно налягане. Не го усещаме в ежедневието, защото сме твърде масивни, за да може този ефект да бъде забележим. За много малки частици, от друга страна, тази сила може да бъде по-голяма дори от гравитацията, която държи частиците в орбитата около звездата. Досега разследванията бяха фокусирани само върху радиационното налягане, дължащо се на звездната светлина. Резултатите показаха, че отделните зърна няма да пътуват далеч и ще бъдат изтласкани по-дълбоко в диска.
Винкович съобщава, че инфрачервеното лъчение, произтичащо от прашния диск, може да изкара зърна, по-големи от един микрометър, от вътрешния диск, където те се изтласкват навън от звездно налягане на излъчване, докато се плъзгат над диска. Зърната отново влизат в диска при радиуси, където е твърде студено, за да се получи достатъчно подкрепа за инфрачервено излъчване за даден размер на зърното и плътност.
Винкович обаче изтъква, че не само звездата, но и дискът свети. При проучване на ефекти върху протопланетарни прахови зърна, по-големи от един микрометър, което е сравнимо с размера на частиците цигарен дим, Винкович е открил, че интензивната инфрачервена светлина от най-горещите райони на протопланетарния диск е в състояние да изтласка такъв прах от диска. Инфрачервеното лъчение е това, което можем да почувстваме като „топлина“ върху кожата си. Комбинацията от радиационно налягане от звездата и диска създава нетна сила, която позволява на прахови зърна да се движат по повърхността на диска от вътрешната към външната област на диска.
Температурите в този горещ регион достигат около 1500 градуса по Келвин (2200 градуса по Фаренхайт), достатъчно за изпаряване на твърди прахови частици или за промяна на тяхната физическа и химическа структура. Механизмът, който Винкович описва в своя документ, би прехвърлил такива променени прахови частици в по-студени дискови области далеч от звездата. Това може да обясни защо кометите съдържат озадачаваща комбинация от льдове и частици, променени при високи температури. Астрономите са изумени от тази смес, тъй като кометите се образуват в райони със студен диск от замразени вещества като вода, въглероден диоксид или метан. Следователно се очаква, че скалистите прахови частици, които се смесват с ледовете, никога няма да изпитат високи температури.
В редакция, придружаваща проучванията, астрофизикът от Университета на Мисури Айген Ли пише, че произходът на кристалните силикати в кометите „е въпрос на дебат от първото им откриване преди 20 години“.
Докато Лит обещава в новата теория, „Би било интересно да се види дали други механизми като турбулентно смесване и модел„ Х-вятър “ще пренесат ефективно субмикрометровите зърна, които са ефикасни средни ИЧ излъчватели, и ги включат в комети ”, пише той. „Възможно е също някои - но не всички - кристални силикати да са направени in situ в коменна кома.“
Източник: прессъобщението на Винкович Гледайте кратка анимация, показваща как работи новопредложеният механизъм на движение на прах.
