Согласно наиболее широко принятой теории формирования планет (Небулярная гипотеза), Солнечная система возникла примерно 4,6 миллиарда лет назад из огромного облака пыли и газа (он же туманность). После того, как облако испытало гравитационный коллапс в центре, образуя Солнце, оставшийся газ и пыль упали в диск, который вращался вокруг него. Планеты постепенно аккрецируются с этого диска, создавая систему, которую мы знаем сегодня.
Тем не менее, до сих пор ученые задавались вопросом, как пыль может объединиться в микрогравитации, чтобы сформировать все от звезд и планет до астероидов. Однако новое исследование, проведенное группой немецких исследователей (в соавторстве с Университетом Рутгерса), выявило, что вещество в условиях микрогравитации самопроизвольно образует сильные электрические заряды и слипается. Эти находки могут раскрыть загадку того, как образовались планеты.
Проще говоря, физики были в неведении относительно того, как небулярный материал может накапливаться, образуя большие тела в космосе. Принимая во внимание, что адгезия может привести к слипанию частиц пыли, а крупные частицы соединяются друг с другом взаимной гравитацией, промежуточная стадия остается труднодостижимой. В основном, объекты, которые варьируются от миллиметров и сантиметров, имеют тенденцию отскакивать друг от друга, а не слипаться.
Ради своего исследования, которое недавно появилось в журнале ПриродаКоманда провела эксперимент, в котором стеклянные частицы были помещены в условия микрогравитации, чтобы увидеть, как они ведут себя. Удивительно, но команда обнаружила, что частицы развили сильные электрические заряды. Настолько сильные, что они поляризовали друг друга и вели себя как магниты.
Команда провела эту работу, запустив компьютерное моделирование, чтобы выяснить, может ли этот процесс преодолеть разрыв между слипшимися мелкими частицами и крупными объектами, которые собираются из-за взаимной гравитации. Здесь они обнаружили, что модели формирования планет согласуются с данными их эксперимента, пока присутствует электрический заряд.
Эти результаты эффективно заполняют давний пробел в наиболее широко принятой модели формирования планет. Кроме того, они могут иметь многочисленные промышленные применения здесь, на Земле. Саид Трой Шинброт, профессор биомедицинской инженерии в Университете Рутгерс-Нью-Брансуик и соавтор исследования:
«Возможно, мы преодолели фундаментальное препятствие в понимании того, как образуются планеты. Механизмы для генерации агрегатов в промышленных процессах также были определены, и это - мы надеемся - может быть проконтролировано в будущей работе Оба результата зависят от нового понимания того, что электрическая поляризация является центральной для агрегации ».
Потенциал для промышленного применения связан с тем, что аналогичные процессы используются на Земле при производстве всего, от пластмасс до фармацевтических препаратов. Это состоит из давления газа, используемого для выталкивания частиц вверх, в течение которых они могут накапливаться из-за статического электричества. Это может вызвать сбои оборудования и привести к дефектам в конечном продукте.
Таким образом, это исследование может привести к внедрению новых методов в промышленной обработке, которые будут более эффективными, чем традиционные электростатические средства контроля. Более того, это может привести к уточнению теорий формирования планет за счет отсутствия связи между мелкими частицами и более крупными агрегатами.
Еще одна загадка раскрыта, ответь на вопрос. На шаг ближе к ответу на фундаментальный вопрос: «Как все это началось?»
