Chcete stavět nebeské předměty? Chci říct, že to zní jednoduše - stačí začít s velkým oblakem prachu a dát mu šťouchnutí, aby se začalo točit a hromadit se a skončíte s hvězdou s několika prameny prachu zbývajícími na oběžné dráze, které se nadále hromadí do formy planety.
Potíž je v tom, že se tento proces nezdá být fyzicky možný - nebo alespoň nic podobného nelze replikovat do standardních teoretických modelů a laboratorních simulací. Je zde problém s počátečním krokem v malém měřítku.
Zdá se, že prachové částice se snadno drží pohromadě, jsou-li velmi malé - prostřednictvím van der Waalsových a elektrostatických sil - neustále se hromadí a vytvářejí agregáty milimetrů a dokonce centimetrů. Jakmile se však do této velikosti dostanou, tyto lepivé síly se stávají méně vlivnými - a objekty jsou stále příliš malé na to, aby vytvořily smysluplné množství gravitační přitažlivosti. Jaká interakce mají, je spíše v povaze skákacích kolizí - což nejčastěji vede k tomu, že se kousky odštípnou od skákacích předmětů, takže se začnou znovu zmenšovat.
Toto je astrofyzikální problém známý jako barometrová bariéra.
Ale stále více teoretici přicházejí s způsoby, jak se dostat kolem bariéry měřiče. Zaprvé může být chybou předpokládat, že začnete s rovnoměrným prachovým oblakem, ve kterém se spontánní narůstání vyskytuje všude v cloudu.
Současné myšlení je, že může vyvolat vývoj oblaku prachu do hvězdné školky v blízkosti supernovy nebo blízké migrující hvězdy. Je možné, že turbulence v oblaku prachu vytvoří vířivé vany a víry, které upřednostňují místní agregaci malých částic do větších částic. Takže spíše než jít z uniformního oblaku prachu do jednotné sbírky velmi malých hornin - je tu a tam příležitostná tvorba narostlých objektů.
Nebo můžeme jen předpokládat určitou stochastickou nevyhnutelnost u všeho, co má nejmenší šanci na úspěch - nakonec se stane. Během několika miliónů let, v obrovském prachovém oblaku, který by mohl být několik stovek astronomických jednotek v průměru, je možné velké množství interakcí - a dokonce s 99,99% pravděpodobností, že žádný objekt se nemůže agregovat do velikosti větší než metr, je to stále zcela pravděpodobné, že k tomu dojde někde v této obrovské oblasti.
V každém případě, jakmile budete mít několik semenných předmětů, předpokládá se, že proces sněhové koule přebírá. Jakmile agregovaný objekt dosáhne určité hmotnosti, jeho setrvačnost bude znamenat, že se méně zapojí do turbulentního proudění. Jinými slovy, objekt se začne pohybovat spíše než turbulentním prachem. Za těchto okolností se bude chovat jako sněhová koule, která se valí po zasněženém kopci a sbírá prachovou vrstvu, když se pluhá skrz prachový oblak - čím se její průměr zvětšuje.
Časové rozpětí potřebné k tomu, aby byly takové sněhově obložené planetesimály postaveny z poloměru (R.sníh) o délce 100 metrů až 1000 kilometrů. Použité modelování navrhuje časové rozpětí (Tsníh) mezi 1 a 10 miliony let.
Je také možné modelovat formování planety kolem binárních hvězd. S použitím orbitálních parametrů rovnocenných parametrům binárního systému Alpha Centauri A a B se vypočítá proces sněhové koule efektivně takže Tsníh není pravděpodobně delší než 1 milion let.
Jakmile se vytvoří stovky kilometrů velké planetesimály, stále by se střetly. Při této velikosti však objekty vytvářejí podstatnou vlastní gravitaci a srážky budou pravděpodobně konstruktivnější - nakonec budou mít za následek planety s vlastními oběžnými úlomky, které pak vytvoří prsteny a měsíce.
Existují důkazy, že některé hvězdy mohou tvořit planety (přinejmenším plynové giganty) do 1 milionu let - například GM Aurigae - zatímco naše sluneční soustava mohla od narození Slunce až po současnou sbírku skalnatých, plynných zabrat klidněji 100 milionů let a ledové planety zcela nahromaděné z prachu.
V pekle tedy existuje více než sněhová koule, že tato teorie může přispět k lepšímu porozumění formování planety.
Další čtení: Xie a kol. Od prachu k planetesimálu: Sněhová koule?
