Хотите строить небесные объекты? Я имею в виду, что это звучит просто - вы просто начинаете с большого облака пыли и толкаете его, чтобы оно начало вращаться и нарастать, и в итоге вы получаете звезду с несколькими пучками пыли, оставшимися на орбите, которые продолжают нарастать, чтобы сформировать планеты.
Проблема в том, что этот процесс не представляется физически возможным - или, по крайней мере, ничего подобного нельзя воспроизвести в стандартных теоретических моделях и лабораторных симуляциях. Существует проблема с начальными этапами небольшой аккреции.
Частицы пыли, кажется, легко слипаются, когда они очень маленькие - благодаря Ван-дер-Ваальсу и электростатическим силам - постоянно накапливаясь, образуя агрегаты миллиметрового и даже сантиметрового размера. Но как только они достигают этого размера, эти липкие силы становятся менее влиятельными - и объекты все еще слишком малы, чтобы генерировать значительную степень гравитационного притяжения. Взаимодействие, которое они осуществляют, носит характер подпрыгивающих столкновений, которые чаще всего приводят к тому, что куски откололись от подпрыгивающих объектов, чтобы они снова начали уменьшаться.
Это проблема астрофизики, известная как измерительный барьер.
Но теоретики все чаще придумывают способы обойти измерительный барьер. Во-первых, может быть ошибкой предполагать, что вы начинаете с однородного пылевого облака, в котором спонтанная аккреция происходит повсюду в облаке.
В настоящее время считается, что может потребоваться расположенная поблизости сверхновая звезда или близко мигрирующая звезда, чтобы вызвать превращение пылевого облака в звездную детскую. Возможно, что турбулентность в облаке пыли создает водовороты и вихри, которые способствуют локальному объединению мелких частиц в более крупные частицы. Таким образом, вместо того, чтобы переходить от однородного пылевого облака к однородному набору очень маленьких камней - есть только вероятность образования аккрецированных объектов здесь и там.
Или мы можем просто предположить определенную стохастическую неизбежность в отношении всего, что имеет малейший шанс произойти - в конце концов, случится. В течение нескольких миллионов лет в огромном пылевом облаке, которое может составлять несколько сотен астрономических единиц в диаметре, становится возможным огромное разнообразие взаимодействий - и даже при вероятности 99,99%, что ни один объект никогда не сможет объединиться до размера, превышающего метр, это все еще вполне вероятно, что это произойдет где-то в этой обширной области.
В любом случае, если у вас есть несколько затравочных объектов, предполагается, что процесс снежного кома вступит во владение. Когда совокупный объект достигает определенной массы, его инерция будет означать, что он становится менее вовлеченным в турбулентный поток. Другими словами, объект начнет перемещаться, а не двигаться вместе с турбулентной пылью. При этих обстоятельствах он будет вести себя как снежный ком, катящийся по заснеженному холму, собирая пыль, когда он пашет сквозь облако пыли, увеличивая при этом свой диаметр.
Промежуток времени, необходимый для построения таких заснеженных планетезималей из радиуса (Rснег) длиной от 100 метров до 1000 километров. Используемое моделирование предполагает промежуток времени (Tснег) от 1 до 10 миллионов лет.
Также возможно моделировать формирование планет вокруг двойных звезд. Используя параметры орбиты, эквивалентные параметрам двойной системы Альфа Центавра A и B, процесс снежного кома рассчитан на большую работу продуктивно так что Тснег вероятно не более 1 миллиона лет.
После сотен планетезималей размером в сотню километров они все равно будут сталкиваться. Но при таких размерах объекты создают существенную самогравитацию, и столкновения с большей вероятностью будут конструктивными - в конечном итоге в результате образуются планеты с собственными орбитальными обломками, которые затем образуют кольца и луны.
Существуют свидетельства того, что некоторые звезды могут образовывать планеты (по крайней мере, газовые гиганты) в течение 1 миллиона лет - например, GM Aurigae - в то время как нашей солнечной системе могло потребоваться более неторопливые 100 миллионов лет от рождения Солнца до нынешней коллекции скалистых, газообразных и ледяные планеты, полностью накапливающиеся из пыли.
Таким образом, в аду больше шансов, что эта теория может способствовать лучшему пониманию формирования планет.
Дальнейшее чтение: Се и др. От пыли к планетезималу: фаза снежного кома?
