Як вважають, на скелястих планетах, таких як Земля, пил кружляє щойно народжених зірок, а підказки про походження такого пилу потрапляють до нас у сьогоднішніх метеоритах і кометах, а також у спостереженнях за циркулярними дисками навколо молодих зірок.
Але таємниця оповила деталі еволюції пилу і того, як вона врешті-решт приходить до формування більших предметів. Зараз два журнали в журналі Природа пропонують новий механізм для його пояснення.
Новий механізм шарнірно залежить від термічного шоку кристалічного пилового зерна, який якимось чином мігрував звідти, де вони були створені - імовірно, близько до Сонця - до зовнішньої Сонячної системи. Як наслідок, той самий процес має відбуватися і навколо інших молодих зірок.
Для пояснення міграції було запропоновано тріо минулих гіпотез, але жодна з них не цілком відповідає. Вони включали, за словами фізика Деяна Винковича з Сплітського університету в Хорватії, бурхливе змішування, балістичний запуск частинок у щільному вітрі, створеному взаємодією накопичувального диска з магнітним полем молодої зірки (званої моделлю рентгенівського вітру), і змішування, опосередковане перехідними спіральними руками в гранично гравітаційно нестабільних дисках. Вінкович є головним автором однієї із книг Природа папери.
"Бурхливе змішування вимагає джерела ефективної турбулентної в'язкості, а магніторотаційна нестабільність називається найбільш перспективним кандидатом, але великі ділянки диска вважаються недостатньо іонізованими, щоб підтримувати цю нестабільність активною", - написав він. "Модель X-вітру покладається на теоретичне поняття конфігурацій магнітного поля в безпосередній близькості від зірок до основної послідовності і покладають великі надії на майбутні спостереження для вирішення цього загрози."
І нарешті, «Модель спіральної зброї знаходиться в області дискусій щодо того, чи є основні числові показники, фізичні наближення та припущення щодо початкових умов достатньо реалістичні, щоб зробити результати правдоподібними».
В іншому документі Петро Авраам з Угорської академії наук та його колеги знаходять підпис кристалічного пилу після того, як молода спалахувала зірка, тоді як архівні дані не свідчили про це перед спалахом.
У статті Вінковича досліджується змішування великих кристалічних пилових частинок у протопланетній туманності навколо молодого Сонця.
Сила, що виробляється світлом, що сяє на об'єкт, - добре відоме явище, яке називається радіаційним тиском. Ми цього не відчуваємо в повсякденному житті, тому що ми занадто масивні, щоб цей ефект був помітний. Для дуже маленьких частинок, з іншого боку, ця сила може бути більшою навіть від сили тяжіння, яке утримує частинки на орбіті навколо зірки. Наразі дослідження були зосереджені лише на тиску випромінювання, що зумовлений зоряним світлом. Результати показали, що окремі зерна далеко не подорожуватимуть і будуть заштовхуватися глибше в диск.
Вінкович повідомляє, що інфрачервоне випромінювання, що виникає із запиленого диска, може витягнути зерна розміром більше одного мікрометра із внутрішнього диска, де вони виштовхуються назовні тиском зоряного випромінювання під час ковзання над диском. Зерна знову потрапляють на диск в радіусах, де занадто холодно для створення достатнього тиску інфрачервоного випромінювання для заданого розміру зерна та твердої щільності.
Однак Вінкович зазначає, що світить не лише зірка, а й диск. Вивчаючи вплив на протопланетарні зерна пилу більше одного мікрометра, що можна порівняти з розміром частинок сигаретного диму, Вінкович виявив, що інтенсивне інфрачервоне світло з найгарячіших областей протопланетного диска здатне виштовхувати такий пил з диска. Інфрачервоне випромінювання - це те, що ми можемо відчувати як «тепло» на своїй шкірі. Поєднання тиску випромінювання зірки та диска створює чисту силу, яка дозволяє пиловим зернам пропливати по поверхні диска від внутрішніх до зовнішніх областей диска.
Температури в цьому гарячому регіоні сягають близько 1500 градусів Кельвіна (2200 градусів за Фаренгейтом), достатнього для випаровування твердих частинок пилу або для зміни їх фізичної та хімічної структури. Механізм, який Винкович описує у своїй роботі, передав би такі змінені пилові частинки у більш холодні дискові ділянки від зірки. Це може пояснити, чому комети містять дивовижну комбінацію льодів та частинок, змінених при високій температурі. Астрономи були вражені цією сумішшю, оскільки комети утворюються в районах холодного диска із заморожених речовин, таких як вода, вуглекислий газ або метан. Таким чином, очікується, що кам’янисті пилові частинки, що закінчуються змішаними з льодами, ніколи не відчувають високих температур.
У редакції, що супроводжує дослідження, астрофізик університету Міссурі Ейген Лі писав, що походження кристалічних силікатів у кометах "було предметом дискусій з часу їх першого виявлення 20 років тому".
У той час як Лі рекламує обіцянку в новій теорії, "Було б цікаво побачити, чи інші механізми, такі як бурхливе змішування та модель" X-вітер ", ефективно перенесуть зерна субмікрометра, які є ефективними середніми ІЧ-випромінювачами, і включать їх у комети », - написав він. "Можливо також, що деякі - але не всі - кристалічні силікати утворюються in situ в кометарних комах".
Джерело: Прес-реліз Вінковича. Перегляньте коротку анімацію, що показує, як працює нещодавно запропонований механізм руху пилу.
