O všech skalních planetách, jako je Země, se věří, že začaly jako prach kroužící nově narozené hvězdy, a stopy o původu takového prachu k nám přicházejí v dnešních meteoritech a kometách, jakož i pozorování oběžných disků kolem mladých hvězd.
Ale záhada zahalila podrobnosti o vývoji prachu a o tom, jak to nakonec vytvoří velké objekty. Nyní dva články v časopise Příroda navrhuje nový mechanismus k jeho vysvětlení.
Nový mechanismus závisí na tepelně šokovaných krystalických prachových zrnech, které nějak migrovaly z místa, kde byly vytvořeny - pravděpodobně blízko Slunce - do vnější sluneční soustavy. Z toho vyplývá, že stejný proces by měl nastat iu dalších mladých hvězd.
Pro vysvětlení migrace bylo navrženo trojice minulých hypotéz, ale žádná z nich nebyla zcela v pořádku. Podle fyzika Dejana Vinkoviče z chorvatské Splitské univerzity zahrnovali turbulentní míchání, balistické vypouštění částic v hustém větru vytvořeném interakcí akrečního disku s magnetickým polem mladé hvězdy (tzv. Model X-větru) a míchání zprostředkované přechodnými spirálovými rameny v okrajově gravitačně nestabilních discích. Vinkovic je hlavním autorem jednoho z Příroda papíry.
"Turbulentní míchání vyžaduje zdroj účinné turbulentní viskozity a magnetorotační nestabilita je vyvolána jako nejslibnější kandidát, ale velké úseky disku jsou považovány za nedostatečně ionizované, aby udržely tuto nestabilitu aktivní," napsal. "Model X-větru se spoléhá na teoretickou představu o konfiguraci magnetického pole v bezprostřední blízkosti hvězd před hlavní sekvencí a velké naděje jsou kladeny na budoucí pozorování, aby se tento problém vyřešil."
A konečně: „Model spirálních zbraní je v oblasti diskusí o tom, zda jsou základní číselné údaje, fyzické aproximace a předpoklady o počátečních podmínkách natolik realistické, aby výsledky byly věrohodné.“
V jiném článku Peter Abraham z Maďarské akademie věd a jeho kolegové nacházejí podpis krystalického prachu po vzplanutí mladé hvězdy, zatímco archivní údaje o něm před vzplanutím neprokázaly.
Vinkovicův papír zkoumá míchání velkých částic krystalického prachu v protoplanetární mlhovině kolem mladého Slunce.
Síla vytvářená světlem svítícím na objekt je dobře známý jev zvaný radiační tlak. Necítíme to v každodenním životě, protože jsme příliš masivní na to, aby byl tento efekt znatelný. Naproti tomu u velmi malých částic může být tato síla větší než gravitace, která udržuje částice na oběžné dráze kolem hvězdy. Vyšetřování bylo dosud zaměřeno pouze na radiační tlak způsobený hvězdným světlem. Výsledky ukázaly, že jednotlivá zrna nebudou cestovat daleko a budou tlačena hlouběji do disku.
Vinkovic uvádí, že infračervené záření vznikající z prašného disku může z vnitřního disku vydělat zrna větší než jeden mikrometr, kde jsou vytlačována ven pomocí tlaku hvězdicového záření při klouzání nad disk. Zrna znovu vstoupí na disk v poloměrech, kde je příliš chladno na to, aby vytvořilo dostatečnou podporu tlaku infračerveného záření pro danou velikost zrn a hustotu pevné látky.
Vinkovic však zdůrazňuje, že nejde jen o hvězdu, ale také o disk. Při studiu účinků na protoplanetární prachová zrna větší než jeden mikrometr, která je srovnatelná s velikostí částic cigaretového kouře, Vinkovic objevil, že intenzivní infračervené světlo z nejteplejších oblastí protoplanetárního disku je schopné vytlačit takový prach z disku. Infračervené záření je to, co můžeme cítit jako „teplo“ na naší kůži. Kombinace radiačního tlaku z hvězdy a disku vytváří síťovou sílu, která umožňuje, aby prachová zrna surfovala po povrchu disku z vnitřních do vnějších oblastí disku.
Teploty v této horké oblasti dosahují okolo 1500 stupňů Kelvina (2200 stupňů Fahrenheita), což je dost pro odpařování pevných částic prachu nebo pro změnu jejich fyzikální a chemické struktury. Mechanismus, který Vinkovic ve svém papíru popisuje, by přenesl takové pozměněné prachové částice do chladnějších oblastí disků od hvězdy. To může vysvětlit, proč komety obsahují záhadnou kombinaci ledů a částic pozměněných při vysokých teplotách. Astronomové byli touto směsí zmateni, protože komety se vytvářejí v oblastech studených disků ze zmrzlých látek, jako je voda, oxid uhličitý nebo metan. Očekává se proto, že částice skalního prachu, které se nakonec smísí s ledem, nikdy nezažijí vysoké teploty.
V úvodníku, který studii prováděl, astrofyzik Aigen Li z Missourské univerzity napsal, že původ krystalických křemičitanů v kometách „byl předmětem debaty od jejich prvního odhalení před 20 lety.“
Zatímco Li touts slibuje v nové teorii, „Bylo by zajímavé zjistit, zda jiné mechanismy, jako je turbulentní míchání a model„ X-vítr “, by účinně přenášely submikrometrová zrna, která jsou účinnými zářiči v polovině IR, a začlenila je do komety, “napsal. "Je také možné, že některé - ale ne všechny - krystalické křemičitany se vyrábějí in situ v kometární komé."
Zdroj: Vinkovicova tisková zpráva. Podívejte se na krátkou animaci ukazující, jak nově navržený mechanismus pohybu prachu funguje.
