Există un nou tip de planetă în oraș, deși nu îl veți găsi în sisteme solare bine îmbătrânite, ca ale noastre. Este mai mult o etapă de formare prin care pot trece planete precum Pământul. Iar existența sa ajută la explicarea relației dintre Pământ și Luna noastră.
Noul tip de planetă este o masă uriașă, învârtită, în formă de gogoșă, de rocă fierbinte și vaporizată, formată pe măsură ce obiectele de dimensiuni ale planetei se împletesc între ele. Perechea de oameni de știință din spatele studiului care explică acest nou tip de planetă au numit-o „sinestezie”. Simon Lock, un student absolvent la Universitatea Harvard, și Sarah Stewart, profesor la Departamentul de Științe ale Pământului și Planetare de la Universitatea din California, Davis, spune că Pământul a fost la un moment dat sinestezie.
Teoria actuală a formării planetare merge astfel: Când se formează o stea, materialul stâng se află în mișcare în jurul stelei. Acest material rămas este numit disc protoplanetar. Materialul coagulează în corpuri mai mari pe măsură ce cele mai mici se ciocnesc și se unesc.
Pe măsură ce corpurile devin din ce în ce mai mari, forța coliziunilor lor devine din ce în ce mai mare, iar când două corpuri mari s-au ciocnit, materialul lor stâncos se topește. Apoi, corpul nou creat se răcește și devine sferic. S-a înțeles că așa s-au format Pământul și celelalte planete stâncoase din Sistemul nostru solar.
Lock și Stewart s-au uitat la acest proces și au întrebat ce se va întâmpla dacă corpul rezultat se învârte repede.
Când un corp se învârte, intră în joc legea conservării momentului unghiular. Această lege spune că un corp de filare se va roti până când un cuplu extern îl încetinește. Exemplul des utilizat de patinaj artistic ajută la explicarea acestui lucru.
Dacă ați urmărit vreodată patinatori și cine nu, acțiunile lor sunt foarte instructive. Când un singur patinator se învârte rapid, întinde brațele pentru a încetini viteza de rotire. Când își îndreaptă brațele înapoi în corp, se accelerează din nou. Momentul ei unghiular este păstrat.
Acest scurt videoclip arată patinatori și fizică în acțiune.
Dacă nu vă place patinajul, acesta folosește Pământul pentru a explica impulsul unghiular.
Acum luați exemplul de la o pereche de patinatori. Când se întorc și amândoi se unesc ținând mâinile și brațele reciproc, impulsul lor unghiular este adăugat și păstrat.
Înlocuiți doi patinatori cu două planete, iar asta au dorit să modeleze cei doi oameni de știință din spatele studiului. Ce s-ar întâmpla dacă două corpuri mari cu energie mare și moment unghiular ridicat s-ar ciocni între ele?
Dacă cele două corpuri ar avea temperaturi destul de ridicate și un moment unghiular suficient de ridicat, s-ar forma un nou tip de structură planetară: sinestea. „Ne-am uitat la statisticile impactului gigant și am constatat că acestea pot forma o structură complet nouă”, a spus Stewart.
„Ne-am uitat la statisticile impactului gigant și am constatat că acestea pot forma o structură complet nouă.” - Profesorul Sarah Stewart, Departamentul de Științe ale Pământului și Planetare de la Universitatea California, Davis.
Așa cum s-a explicat într-un comunicat de presă al UC Davis, pentru ca o sinestie să se formeze, o parte din materialul vaporizat din coliziune trebuie să intre pe orbită. Când o sferă este solidă, fiecare punct de pe ea se rotește cu aceeași viteză, dacă nu chiar aceeași viteză. Dar când o parte din material este vaporizată, volumul său se extinde. Dacă se extinde suficient, și dacă se mișcă suficient de repede, el părăsește orbita și formează o imensă sinestie în formă de disc.
Alte teorii au propus că două corpuri suficient de mari ar putea forma o masă topită orbitantă după ciocnire. Dar dacă cele două corpuri ar avea energie și temperatură suficient de ridicate pentru a vaporiza o parte din rocă, sinestea rezultată ar ocupa un spațiu mult mai mare.
„Problema principală în căutarea sinestițelor în jurul altor stele este că acestea nu rezistă mult timp. Acestea sunt obiecte tranzitorii, în evoluție, care sunt făcute în timpul formării planetei. " - Profesorul Sarah Stewart, UC Davis.
Este posibil ca aceste sinestii să nu dureze foarte mult. S-ar răci repede și s-ar condensa în corpuri stâncoase. Pentru un corp de dimensiunea Pământului, sinestea poate dura doar o sută de ani.
Structura sinestiei aruncă o lumină asupra modului în care se formează lunile. Pământul și Luna sunt foarte asemănătoare din punct de vedere al compoziției, așa că este probabil să se formeze ca urmare a unei coliziuni. Este posibil ca Pământul și Luna să se formeze din aceeași sinestezie.
Aceste sinestii au fost modelate, dar nu au fost observate. Cu toate acestea, Telescopul spațial James Webb va avea puterea de a privi pe discurile protoplanetare și formarea planetelor de ceas. Va observa o sinestezie?
„Acestea sunt obiecte tranzitorii, în evoluție, care sunt făcute în timpul formării planetei.” - Profesorul Sarah Stewart, UC Davis
Într-un schimb de e-mail cu Space Magazine, dr. Sarah Stewart, de la UC Davis, una dintre oamenii de știință din spatele studiului, ne-a spus că „Problema principală în căutarea sinestițelor în jurul altor stele este că nu durează mult timp. Acestea sunt obiecte tranzitorii, în evoluție, care sunt făcute în timpul formării planetei. "
„Așadar, cel mai bun pariu pentru găsirea unei sinestii stâncoase sunt sistemele tinere în care corpul este aproape de stea. Pentru planetele gigant cu gaz, acestea pot forma o sinestezie pentru o perioadă de formare. Ne apropiem de a putea imagina discuri circumplanetare în alte sisteme stelare. "
Odată ce avem capacitatea de a observa planetele care se formează în discurile lor circumstanțiale, am putea constata că sinestiile sunt mai frecvente decât rare. De fapt, planetele pot trece de mai multe ori prin etapa sinesteziei. Dr. Stewart ne-a spus că „Pe baza statisticilor prezentate în lucrarea noastră, ne așteptăm ca cea mai mare parte (mai mult de jumătate) de planete stâncoase care se formează într-un mod similar cu Pământul să devină sinestii de una sau de mai multe ori în timpul uriașului stadiu de impact al acreției. “
