Хочете будувати небесні об’єкти? Я маю на увазі, це звучить легко - ви просто починаєте з великої хмари пилу і даєте йому поштовх, щоб вона почала крутитися і наростати, і ви закінчуєте зіркою з кількома пучками пилу, що залишилися на орбіті, які продовжують наростати і утворюються планети.
Проблема полягає в тому, що цей процес не здається фізично можливим - або, принаймні, нічого подібного не може бути використаний у стандартних теоретичних моделях та лабораторних моделюваннях. Виникла проблема з початковими кроками нарощування невеликих масштабів.
Частинки пилу, схоже, легко злипаються, коли їх дуже мало - через ван дер Ваальса та електростатичних сил - стабільно накопичуючись, утворюючи міліметрові та навіть сантиметрові агрегати. Але як тільки вони досягають такого розміру, ці липкі сили стають менш впливовими - і об'єкти все ще занадто малі, щоб створити значну кількість гравітаційного притягання. Взаємодія у них більшою мірою відрізняється характером зіткнень, що підстрибують - найчастіше це призводить до того, що шматки відколюються від підстрибуючих предметів, щоб вони знову починали зменшуватися.
Це астрофізична проблема, відома як метр бар'єр.
Але все частіше теоретики придумують способи подолати метровий бар'єр. По-перше, може бути помилкою вважати, що ви починаєте з рівномірної пилової хмари, в якій спонтанне накопичення відбувається скрізь по всій хмарі.
Поточне мислення полягає в тому, що може знадобитися наднова поблизу або зірка, що близько мігрує, щоб спровокувати еволюцію пилової хмари в зоряний розплідник. Можливо, що турбулентність у пиловій хмарі створює кружечки і вихри, які сприяють локальній агрегації дрібних частинок у більші частинки. Тому замість того, щоб перейти від рівномірної пилової хмари до рівномірної колекції дуже маленьких гірських порід - є просто шанс утворитися тут і там, що наростає.
Або ми можемо просто припустити певну стохастичну неминучість щодо всього, що має найменший шанс на те, що трапиться - врешті-решт, станеться. Протягом декількох мільйонів років у величезній хмарі пилу, яка може мати діаметр декількох сотень астрономічних одиниць, стає можливим величезна різноманітність взаємодій - і навіть з 99,99% ймовірністю того, що жоден об’єкт ніколи не зможе зібратися до розміру більше метра, це все ще цілком ймовірно, що це станеться десь на тій величезній території.
У будь-якому випадку, як тільки у вас є кілька насіннєвих об'єктів, висунуте гіпотезу, що процес снігової кулі переймає на себе. Як тільки агрегований об'єкт досягне певної маси, його інерційність означатиме, що він стає менш зайнятим турбулентним потоком. Іншими словами, об’єкт почне рухатися через бурхливий пил, а не рухатися з ним. За цих обставин він буде поводитись, як сніжний ком, котиться по засніженому пагорбі, збираючи пилове покриття, коли він пронизується через пильну хмару - збільшуючи її діаметр, як йде.
Проміжок часу, необхідний для побудови таких снігозахисних планеторізів із радіусу (Rсніг) довжиною від 100 метрів до 1000 кілометрів. Використовуване моделювання передбачає часовий проміжок (Tсніг) потрібно від 1 до 10 мільйонів років.
Можна також моделювати формування планети навколо бінарних зірок. Використовуючи орбітальні параметри, еквівалентні параметри бінарної системи Альфа Кентаврі А і В, процес снігової кулі обчислюється для роботи більше ефективно так що Тсніг мабуть, не більше 1 мільйона років.
Як тільки сформовані стокілометрові планетомашини, вони все ще будуть вступати в зіткнення. Але при такому розмірі об’єкти породжують значну самогравітацію, і зіткнення, швидше за все, будуть конструктивними - в кінцевому підсумку утворюються планети з власним орбітним сміттям, який потім утворює кільця і місяці.
Є дані, що деякі зірки можуть утворювати планети (принаймні газові гіганти) протягом 1 мільйона років - наприклад, GM Aurigae - в той час як наша Сонячна система може зайняти більш неквапливих 100 мільйонів років від народження Сонця до поточної колекції скелястих, газованих і крижані планети повністю наростають із пилу.
Отже, в пеклі є більше шансів, що ця теорія може сприяти кращому розумінню формування планети.
Подальше читання: Xie та ін. Від пилу до планезимального: фаза снігової кулі?
