У місті є новий тип планети, хоча ви його не знайдете у добре постарілих сонячних системах, як у нас. Це більше стадія формування, через яку можуть пройти планети, як Земля. А його існування допомагає пояснити зв’язок між Землею та нашим Місяцем.
Новий тип планети - це величезна обертається, пончикова маса гарячої випареної породи, що утворюється в міру того, як об'єкти розміру планети потрапляють один в одного. Пара вчених, що опинилися в дослідженні, що пояснюють цей новий тип планети, назвали його «синестією». Саймон Лок, аспірант Гарвардського університету, та Сара Стюарт, професор кафедри наук про Землю та планети в Каліфорнійському університеті, Девіс, скажи, що Земля свого часу була синестією.
Сучасна теорія планетарного утворення виглядає так: Коли утворюється зірка, матеріал, що залишився, рухається навколо зірки. Цей залишений матеріал називається протопланетним диском. Матеріал згортається в більші тіла, коли менші стикаються і з'єднуються.
Коли тіла стають все більшими і більшими, сила їх зіткнення стає все більшою і більшою, а коли стикаються два великі тіла, їх кам’янистий матеріал плавиться. Потім новостворене тіло охолоджується і набуває сферичну форму. Ми розуміємо, що так формуються Земля та інші скелясті планети нашої Сонячної системи.
Лок і Стюарт подивилися на цей процес і запитали, що буде, якщо результуюче тіло швидко крутиться.
Коли тіло крутиться, вступає в дію закон збереження імпульсу кута. Цей закон говорить, що обертається тіло буде крутитися, поки зовнішній крутний момент не сповільнить його. Пояснити це допомагає часто використовуваний приклад з фігурного катання.
Якщо ви коли-небудь спостерігали фігуристів, а хто ні, їх дії дуже повчальні. Коли один фігурист швидко крутиться, вона простягає руки, щоб уповільнити швидкість віджиму. Коли вона складе руки назад до свого тіла, вона знову прискорюється. Її кутовий імпульс зберігається.
Це коротке відео показує фігуристів та фізику в дії.
Якщо вам не подобається фігурне катання, це використовує Землю для пояснення імпульсу.
Тепер візьмемо приклад з пари фігуристів. Коли вони обоє обертаються, і вони поєднуються разом, тримаючи один одного за руки і руки, їх кутовий імпульс додається разом і зберігається.
Замініть двох фігуристів на дві планети, і ось що хочуть моделювати двоє вчених, які стоять за дослідженням. Що було б, якщо два великих тіла з високою енергією та великим імпульсом кута зіткнулися одне з одним?
Якби у двох тіл були досить високі температури та досить високий імпульс кута, формувався би новий тип планетарної структури: синестія. "Ми переглянули статистику гігантських впливів і виявили, що вони можуть формувати абсолютно нову структуру", - сказав Стюарт.
"Ми розглянули статистику гігантських впливів і виявили, що вони можуть формувати абсолютно нову структуру". - професор Сара Стюарт, кафедра наук про Землю та планети в Каліфорнійському університеті, Девіс.
Як пояснюється в прес-релізі УК Девіс, для формування синестії частина випареного матеріалу від зіткнення повинна вийти на орбіту. Коли сфера є твердою, кожна точка на ній обертається з однаковою швидкістю, якщо не з однаковою швидкістю. Але коли частина матеріалу випаровується, його обсяг розширюється. Якщо вона розширюється досить, і якщо вона рухається досить швидко, вона виходить з орбіти і утворює величезну дископодібну синестію.
Інші теорії пропонують, щоб два досить великих тіла після зіткнення могли утворювати орбіту розплавленої маси. Але якби два тіла мали достатньо високу енергію та температуру, щоб випаровувати частину гірської породи, синестія, що утворюється, займала б значно більший простір.
«Основна проблема пошуку синестій навколо інших зірок полягає в тому, що вони тривають недовго. Це тимчасові, еволюціонуючі об'єкти, які робляться під час формування планети ». - професор Сара Стюарт, УК Девіс.
Ці синестії, ймовірно, не триватимуть дуже довго. Вони швидко охолонуть і конденсуються назад у скелясті тіла. Для тіла розміром із Землею синестія може тривати лише сто років.
Структура синестії проливає деяке світло на те, як утворюються місяці. Земля і Місяць за складом дуже схожі, тому цілком ймовірно, що вони утворилися в результаті зіткнення. Можливо, Земля і Місяць утворилися з однієї синестії.
Ці синестії були змодельовані, але їх не спостерігали. Однак космічний телескоп Джеймса Вебба буде мати можливість заглядати в протопланетні диски і спостерігати за формуванням планет. Чи буде спостерігати синестію?
"Це тимчасові, еволюціонуючі об'єкти, які робляться під час формування планети". - професор Сара Стюарт, УК Девіс
В обміні електронною поштою з Space Magazine доктор Сара Стюарт з УК Девіса, один із вчених, що стояли за дослідженням, сказав нам, що "Основна проблема пошуку синестії навколо інших зірок полягає в тому, що вони тривають недовго. Це тимчасові, еволюціонуючі об'єкти, які робляться під час формування планети ».
«Тож найкраща ставка для пошуку скелястої синестії - це молоді системи, де тіло близько до зірки. Для газових гігантських планет вони можуть утворювати синестію протягом періоду свого становлення. Ми наближаємось до того, що зможемо зображувати планетні диски в інших зіркових системах ».
Як тільки ми отримаємо можливість спостерігати, як планети утворюються в їх навколозоряних дисках, ми можемо виявити, що синестії зустрічаються частіше, ніж рідкісні. Насправді планети можуть проходити стадію синестії кілька разів. Доктор Стюарт сказав нам, що, «грунтуючись на статистичних даних, представлених у нашій роботі, ми очікуємо, що більшість (більше половини) скельних планет, що формуються подібним чином до Землі, стали синестіями один чи більше разів під час гігантської стадії удару аккреції. "
