Ve městě je nový typ planety, i když jej nenajdete v dobře věkových solárních systémech, jako je ten náš. Je to spíš fáze formace, kterou mohou projít planety jako Země. A její existence pomáhá vysvětlit vztah mezi Zemí a naším Měsícem.
Nový typ planety je obrovská, spřádaná, koblicovitá hmota horké, odpařené horniny, která se vytvořila tak, že se objekty velikosti planety navzájem rozbily. Dvojice vědců, kteří studovali za vysvětlením tohoto nového typu planety, ho nazvala „synestie“. Simon Lock, postgraduální student na Harvardské univerzitě a Sarah Stewart, profesorka na Katedře Země a planetárních věd na Kalifornské univerzitě, Davisi, řekni, že Země byla najednou synestie.
Současná teorie planetární formace vypadá takto: Když se vytvoří hvězda, zbylý materiál se pohybuje kolem hvězdy. Tento zbylý materiál se nazývá protoplanetární disk. Materiál se sráží do větších těl, zatímco menší se srazí a spojí.
Jak se těla zvětšují a zvětšují, síla jejich srážek se stává větší a větší, a když se dvě velká těla srazí, jejich skalní materiál se roztaví. Poté nově vytvořené tělo ochlazuje a stává se sférickým. Rozumí se, že takto se utvořila Země a další skalní planety naší sluneční soustavy.
Lock a Stewart se podívali na tento proces a zeptali se, co by se stalo, kdyby výsledné tělo rychle rotovalo.
Když se tělo točí, vstoupí do hry zákon zachování momentu hybnosti. Tento zákon říká, že spřádací těleso se bude točit, dokud ho nezpomalí vnější točivý moment. Vysvětluje to často používaný příklad z krasobruslení.
Pokud jste někdy sledovali krasobruslaře a kdo ne, jejich akce jsou velmi poučné. Když jeden bruslař rychle točí, natáhne ruce, aby zpomalila rychlost otáčení. Když složí ruce zpět do svého těla, znovu se zrychlí. Její moment hybnosti je zachován.
Toto krátké video ukazuje krasobruslaře a fyziku v akci.
Pokud se vám nelíbí bruslení na krasobruslení, používá Země k vysvětlení úhlové hybnosti.
Nyní vezměte příklad od dvojice krasobruslařů. Když se oba otáčí a oba se spojí tím, že si navzájem drží ruce a paže, jejich úhlová hybnost se sčítá a zachovává.
Nahraďte dva krasobruslaře dvěma planetami, a to chtěli modelovat dva vědci za studiem. Co by se stalo, kdyby se střetly dvě velká těla s vysokou energií a vysokou úhlovou hybností?
Pokud by obě těla měla dostatečně vysoké teploty a dostatečně vysokou úhlovou hybnost, vytvořil by se nový typ planetární struktury: synestie. "Podívali jsme se na statistiku obřích dopadů a zjistili jsme, že mohou tvořit zcela novou strukturu," řekl Stewart.
"Podívali jsme se na statistiku obřích dopadů a zjistili jsme, že mohou tvořit zcela novou strukturu." - profesorka Sarah Stewartová, Katedra věd o Zemi a planetárních vědách na University of California, Davis.
Jak je vysvětleno v tiskové zprávě od UC Davis, aby se vytvořila synestie, musí se část odpařeného materiálu z kolize dostat na oběžnou dráhu. Když je koule pevná, každý bod se otáčí stejnou rychlostí, ne-li stejnou rychlostí. Když se však některý materiál odpaří, jeho objem se zvětší. Pokud se dostatečně rozšíří a pokud se pohybuje dostatečně rychle, opustí oběžnou dráhu a vytvoří obrovskou synestii ve tvaru disku.
Jiné teorie navrhly, že dvě dostatečně velká těla by mohla po kolizi vytvořit obíhající roztavenou hmotu. Pokud by však obě těla měla dostatečně vysokou energii a teplotu, aby se odpařila část skály, výsledná synestie by zabírala mnohem větší prostor.
„Hlavním problémem při hledání synestií kolem ostatních hvězd je to, že netrvají dlouho. Jedná se o přechodné, vyvíjející se objekty, které vznikají během formování planety. “ - profesorka Sarah Stewartová, UC Davisová.
Tyto synestie pravděpodobně nebudou trvat příliš dlouho. Rychle se ochladili a kondenzovali zpět do skalnatých těl. Pro tělo o velikosti Země může synestie trvat jen sto let.
Struktura synestie vrhá nějaké světlo na to, jak se vytvářejí měsíce. Země a Měsíc jsou z hlediska složení velmi podobné, takže je pravděpodobné, že se vytvořily v důsledku kolize. Je možné, že Země a Měsíc se vytvořily ze stejné synestie.
Tyto synestie byly modelovány, ale nebyly pozorovány. Vesmírný dalekohled James Webb však bude mít schopnost nahlédnout do protoplanetárních disků a sledovat vytváření planet. Bude dodržovat synestii?
"Jsou to přechodné, vyvíjející se objekty, které vznikají během formování planety." - profesorka Sarah Stewartová, UC Davisová
Při výměně e-mailů s časopisem Space Magazine nám Dr. Sarah Stewartová z UC Davis, jedné z vědců za studií, řekla, že „Hlavním problémem při hledání synestií kolem jiných hvězd je to, že netrvají dlouho. Jedná se o přechodné, vyvíjející se objekty, které vznikají během formování planety. “
"Nejlepším řešením pro nalezení skalní synestie jsou mladé systémy, kde je tělo blízko hvězdy." U plynových obřích planet mohou po dobu svého vzniku tvořit synestii. Přibližujeme se k tomu, abychom mohli zobrazovat cirkulační disky v jiných hvězdných systémech. “
Jakmile máme schopnost pozorovat planety, které se formují na jejich obvodových discích, můžeme zjistit, že synestie jsou častější než vzácná. Ve skutečnosti mohou planety projít fází synestie vícekrát. Dr. Stewart nám řekl, že „Na základě statistik uvedených v našem článku očekáváme, že většina (více než poloviny) skalních planet, které se podobají Zemi, se stala jednou nebo vícekrát během obřího nárazového stádia synestií. “
