Arvatakse, et kõik sellised kivised planeedid nagu Maa on sündinud kui tolm, mis tiirleb äsjasündinud tähtede vahel, ja vihjed sellise tolmu päritolu kohta leiavad meid tänapäeva meteoriitides ja komeetes, aga ka noorte tähtede ümber tehtud täheketaste vaatlustest.
Kuid mõistatus on varjutanud tolmu arengu üksikasju ja seda, kuidas lõpuks tuleb moodustada suuremaid objekte. Nüüd kaks artiklit ajakirjas Loodus pakuvad selle selgitamiseks välja uue mehhanismi.
Uus mehhanism sõltub kuumuse käes vapustatud kristalsetest tolmuteradest, mis rändasid kuidagi nende tekkekohast - arvatavasti Päikese lähedale - Päikesesüsteemi välimisse ossa. Kaudselt peaks sama protsess toimuma ka teiste noorte tähtede ümber.
Rände selgitamiseks tehti ettepanek varasemate hüpoteeside trio kohta, kuid ükski neist ei sobinud täpselt. Need hõlmasid Horvaatia Spliti ülikooli füüsiku Dejan Vinkovici sõnul turbulentset segamist, osakeste ballistilist õhku laskmist tihedas tuules, mis tekkis akretsiooniketta vastasmõjust noore tähe magnetväljaga (nn X-wind model), ja mööduvate spiraalharude vahendatud segamine marginaalselt gravitatsiooniliselt ebastabiilsetes ketastes. Vinkovic on ühe autori peaautor Loodus paberid.
"Turbulentsel segamisel on vaja efektiivse turbulentse viskoossuse allikat ja kõige lootustandvamaks kandidaadiks on magnetorotsionaalne ebastabiilsus, kuid ketta suuri osasid ei peeta piisavalt ioniseeritud, et seda ebastabiilsust aktiivsena hoida," kirjutas ta. "X-tuule mudel tugineb põhijärjestusele eelnevate tähtede vahetus läheduses asuvate magnetvälja konfiguratsioonide teoreetilistele ideedele ja selle vasturääkivuse lahendamiseks pannakse tulevikus suuri tähelepanekuid."
Ja lõpuks: "spiraalrelvade mudel on arutelude valdkond selle üle, kas aluseks olevad numbrid, füüsikalised lähendused ja eeldused algtingimuste kohta on piisavalt realistlikud, et tulemused oleksid usutavad".
Teises raamatus leiavad Peter Abraham Ungari Teaduste Akadeemiast ja tema kolleegid kristalse tolmu allkirja pärast noore tähe süttimist, samal ajal kui arhiiviandmed ei andnud sellest märku enne põlemist.
Vinkovici paber uurib suurte Päikese ümber asuvate protoplanetaarses udus olevate suurte kristalliliste tolmuosakeste segunemist.
Objektile paistava valguse tekitatav jõud on hästi tuntud nähtus, mida nimetatakse kiirgusrõhuks. Me ei tunne seda igapäevaelus, sest oleme liiga massiivsed, et see mõju oleks märgatav. Teisest küljest võib väga väikeste osakeste korral see jõud olla suurem isegi gravitatsioonist, mis hoiab osakesi tähe ümber orbiidil. Uuringud on seni keskendunud ainult tähevalgusest tingitud kiirgusrõhule. Tulemused näitasid, et üksikud terad ei jõua kaugele ja lükatakse kettale sügavamale.
Vinkovic teatas, et tolmust kettast tulenev infrapunakiirgus võib sisekettal välja viia ühe mikromeetri suurused terad, kus need ketta kohal libisedes tähekiirguse rõhu abil väljapoole suruvad. Terad sisenevad uuesti kettale raadiuses, kus on liiga külm, et tekitada piisav infrapunakiirguse rõhutoetus antud tera suuruse ja tahke tiheduse jaoks.
Vinkovic juhib siiski tähelepanu sellele, et särada ei saa mitte ainult täht, vaid ka ketas. Uurides mõju protoplanetaarsetele tolmuteradele, mis on suuremad kui üks mikromeeter, mis on võrreldav sigaretisuitsu osakeste suurusega, on Vinkovic avastanud, et protoplaneetilise ketta kuumimate piirkondade intensiivne infrapunavalgus on võimeline sellist tolmu ketast välja ajama. Infrapunakiirgus on see, mida võime tunda oma naha kuumuse käes. Tähe ja ketta kiirgusrõhu kombinatsioon loob võrgujõu, mis võimaldab tolmuteradel liikuda mööda ketta pinda ketta sise- ja välispiirkonnast.
Temperatuur selles kuumas piirkonnas ulatub 1500 kraadini (2200 kraadi Fahrenheiti), mis on piisav tahkete tolmuosakeste aurustamiseks või nende füüsikalise ja keemilise struktuuri muutmiseks. Mehhanism, mida Vinkovic oma artiklis kirjeldab, viiks sellised muudetud tolmuosakesed tähe küljest külmematesse ketaste piirkondadesse. See võib selgitada, miks komeedid sisaldavad mõistatuslikku jäätise ja osakeste kombinatsiooni, mida on muudetud kõrgel temperatuuril. Astronoomid on selle segu pärast hämmingus, kuna külmetuse piirkonnas moodustuvad komeedid külmutatud ainetest nagu vesi, süsinikdioksiid või metaan. Jäätisega segatud kivised tolmuosakesed ei peaks seetõttu eeldatavasti kunagi olema kõrgetel temperatuuridel.
Missouri ülikooli astrofüüsik Aigen Li kirjutas uuringutega kaasnenud toimetuses, et komeetide kristalliliste silikaatide päritolu on olnud arutelu küsimus alates nende esmakordsest avastamisest 20 aastat tagasi.
Ehkki Li touts lubab uues teoorias: “Huvitav oleks teada, kas muud mehhanismid, näiteks turbulentne segamine ja“ X-wind ”mudel, viiksid tõhusalt submikromeetri terad, mis on tõhusad keskmised IR-kiirgajad, väljapoole ja lülitaksid need komeedid, ”kirjutas ta. "Samuti on võimalik, et mõned - kuid mitte kõik - kristallilised silikaadid valmistatakse in situ komeetilises koomas."
Allikas: Vinkovici pressiteade. Vaadake lühikest animatsiooni, mis näitab, kuidas äsja pakutud tolmu liikumise mehhanism töötab.
