Verjame se, da so kamniti planeti, kot je Zemlja, začeli kot prah, ki kroži po novonastalih zvezdah, namige o izvoru takega prahu pa prihajajo v današnjih meteoritih in kometih ter opazovanjih obkrožnih diskov okoli mladih zvezd.
Toda skrivnost je zakrila podrobnosti evolucije prahu in kako na koncu nastanejo večji predmeti. Zdaj pa dva prispevka v dnevniku Narava predlagajo nov mehanizem za njegovo razlago.
Novi mehanizem je odvisen od toplotno pretresljivih kristalnih zrn prahu, ki so nekako preselili od tam, kjer so bili ustvarjeni - predvidoma blizu Sonca - do zunanjega Osončja. Enako naj bi se isti proces zgodil tudi pri drugih mladih zvezdah.
Za razlago migracij je bil predlagan trio preteklih hipotez, vendar nobena od njih ni povsem primerna. Vključevali so, po besedah fizika Dejana Vinkovića z univerze v Splitu na Hrvaškem, burno mešanje, balistično izstrelitev delcev v gostem vetru, ki je nastalo z interakcijo akumulacijskega diska z magnetnim poljem mlade zvezde (imenovano model X-vetra) in mešanje, posredovano s prehodnimi spiralnimi kraki v robno gravitacijsko nestabilnih diskih. Vinković je glavni avtor na enem od Narava papirji.
"Turbulentno mešanje zahteva vir učinkovite turbulentne viskoznosti, magnetorotacijska nestabilnost pa je uveljavljena kot najbolj obetaven kandidat, vendar veliki deli diska veljajo za premalo ionizirane, da bi ta nestabilnost ostala aktivna," je zapisal. "Model X-vetra temelji na teoretičnem pojmu konfiguracij magnetnega polja v neposredni bližini zvezd pred glavnim zaporedjem in v prihodnje opazujemo, da bi razrešili to težavo."
In končno: "Model spiralnih orožij je v domeni razprav o tem, ali so osnovne številke, fizični približki in predpostavke o začetnih pogojih dovolj realne, da bodo rezultati verodostojni."
V drugem prispevku Peter Abraham z Madžarske akademije znanosti in njegovi sodelavci najdejo podpis kristalnega prahu, ko se je mlada zvezda zaletela, medtem ko arhivski podatki pred plamenom niso pokazali nobenega znaka.
Vinkovićev prispevek raziskuje mešanje velikih kristalnih prašnih delcev v protoplanetarni meglici okoli mladega Sonca.
Sila, ki jo svetloba sija na predmet, je dobro znan pojav, imenovan sevalni tlak. V vsakdanjem življenju tega ne čutimo, ker smo preveč množični, da bi bil ta učinek opazen. Po drugi strani je za zelo majhne delce ta sila lahko večja tudi od gravitacije, ki zadržuje delce v orbiti okoli zvezde. Preiskave so bile doslej usmerjene le na sevalni tlak zaradi zvezda. Rezultati so pokazali, da posamezna zrna ne bi daleč potovala in bi jih potisnila globlje v disk.
Vinković poroča, da lahko infrardeče sevanje, ki izhaja iz prašnega diska, zrna, večja od enega mikrometra, izvlečejo iz notranjega diska, kjer jih pritisk zvezdega sevanja navzven, medtem ko drsejo nad diskom. Zrna znova vstopijo v disk v polmerah, kjer je preveč hladno, da bi ustvarili zadostno podporo infrardečega tlaka za določeno velikost zrn in trdno gostoto.
Vendar Vinković poudarja, da ne sije samo zvezda, temveč tudi disk. Ko je proučeval učinke na protoplanetarna zrna prahu, večja od enega mikrometra, kar je primerljivo z velikostjo delcev cigaretnega dima, je Vinković odkril, da lahko intenzivna infrardeča svetloba iz najbolj vročih regij protoplanetarnega diska potisne tak prah iz diska. Infrardeče sevanje je tisto, kar lahko občutimo kot "toploto" na svoji koži. Kombinacija tlaka sevanja zvezde in diska ustvarja neto silo, ki omogoča, da zrna prahu plujejo po površini diska od notranjega do zunanjega območja diska.
Temperature v tem vročem območju dosegajo približno 1500 stopinj Kelvina (2200 stopinj Fahrenheita), kar je dovolj za izhlapevanje trdnih delcev prahu ali za spremembo njihove fizične in kemijske strukture. Mehanizem, ki ga Vinković opisuje v svojem prispevku, bi tako spremenjene prašne delce prenesel na hladnejša območja diska stran od zvezde. To lahko razloži, zakaj kometi vsebujejo zmedeno kombinacijo ledu in delcev, spremenjenih pri visokih temperaturah. Astronomi so bili zgroženi s to mešanico, saj kometi v regijah s hladnimi diski nastajajo iz zamrznjenih snovi, kot so voda, ogljikov dioksid ali metan. Zato se pričakuje, da kamnitih prašnih delcev, ki so na koncu pomešani z ledom, nikoli ne bodo občutili visokih temperatur.
V uvodniku, ki je priložen študijam, je astrofizik z univerze v Missouriju Aigen Li zapisal, da je izvor kristalnih silikatov v kometih "predmet razprave od njihovega prvega odkritja pred 20 leti."
Medtem ko Li touts v novi teoriji obljublja, "bi bilo zanimivo videti, ali bi drugi mehanizmi, kot sta turbulentno mešanje in model" X-wind ", učinkovito nosili zrna submikrometra, ki so učinkoviti sredinski IR-izdajniki, navzven in jih vključili v kometi, «je zapisal. "Možno je tudi, da so nekateri - vendar ne vsi - kristalni silikati izdelani in situ v kometarnih komah."
Vir: Vinkovićevo sporočilo za javnost. Oglejte si kratko animacijo, ki prikazuje, kako deluje novo predlagani mehanizem gibanja prahu.
