V mestu je nov tip planeta, čeprav ga ne boste našli v starih sončnih sistemih, kot je naš. To je bolj stopnja oblikovanja, skozi katero lahko gredo planeti, kot je Zemlja. In njen obstoj pomaga razložiti odnos med Zemljo in našo Luno.
Nova vrsta planeta je ogromna, vrteča se masa v obliki krofa, vroče, uparjene kamnine, ki nastane, ko se predmeti velikosti planeta trčijo drug ob drugega. Par znanstvenikov za študij ki pojasnjujejo to novo vrsto planeta, so jo poimenovali 'sinestija.' Simon Lock, podiplomski študent na Univerzi Harvard, in Sarah Stewart, profesorica na Oddelku za zemeljske in planetarne znanosti na Kalifornijski univerzi v Davisu, pravita, da je bila Zemlja na enkrat sinestija.
Kamniti planeti, kot je Zemlja, se sčasoma kopičijo iz manjših teles. Predmeti z visoko energijo in velikim kotnim zagonom bi lahko tvorili sinestijo, prehodno stopnjo v planetarni tvorbi, kjer uparjena skala kroži po preostalem delu telesa. Na tej sliki ima vsaka od treh stopenj enako maso. Slika: Simon Lock, Univerza Harvard
Trenutna teorija nastajanja planetov je takole: Ko nastane zvezda, se preostali material giblje okoli zvezde. Ta preostanek materiala se imenuje a protoplanetarni disk . Material koagulira v večja telesa, ko manjša trčijo in se združijo.
Ko telesa postajajo vse večja in večja, postaja sila njihovih trkov vedno večja in ko sta trčili dve veliki telesi, se njun kamniti material stopi. Nato se novo ustvarjeno telo ohladi in postane sferično. Razume se, da so tako nastala Zemlja in drugi kamniti planeti v našem Osončju.
Lock in Stewart sta pogledala ta proces in vprašala, kaj bi se zgodilo, če bi se nastalo telo hitro vrtelo.
Ko se telo vrti, velja zakon ohranjanje kotne količine pride v poštev. Ta zakon pravi, da se bo vrteče telo vrtelo, dokler ga zunanji navor ne upočasni. Pogosto uporabljen primer iz umetnostnega drsanja pomaga razložiti to.
Če ste kdaj gledali umetnostne drsalce in kdo še ni, so njihova dejanja zelo poučna. Ko se ena drsalka hitro vrti, iztegne roke, da upočasni hitrost vrtenja. Ko prekriži roke nazaj v telo, spet pospeši. Njen kotni moment je ohranjen.
Ta kratek video prikazuje umetnostne drsalce in fiziko v akciji.
Če ne marate umetnostnega drsanja, ta uporablja Zemljo za razlago kotnega momenta.
Zdaj vzemite primer iz para umetnostnih drsalcev. Ko se oba obračata in se združita tako, da se držita za roke in roke, se njun kotni moment sešteje in ohrani.
Zamenjajte dva umetnostna drsalca z dvema planetoma in to sta želela modelirati dva znanstvenika, ki stojita za študijo. Kaj bi se zgodilo, če bi dve veliki telesi z visoko energijo in velikim kotnim momentom trčili drug v drugega?
Če bi imeli telesi dovolj visoke temperature in dovolj velik kotni moment, bi nastala nova vrsta planetarne strukture: sinestija. 'Pregledali smo statistiko velikanskih vplivov in ugotovili, da lahko tvorijo popolnoma novo strukturo,' je dejal Stewart.
'Pregledali smo statistiko velikanskih vplivov in ugotovili, da lahko tvorijo popolnoma novo strukturo.' – Profesorica Sarah Stewart, Oddelek za Zemljo in planetarne znanosti na Kalifornijski univerzi, Davis.
Kot je razloženo v a izjava za javnost iz UC Davis, da bi nastala sinestija, mora nekaj uparjenega materiala iz trka iti v orbito. Ko je krogla trdna, se vsaka točka na njej vrti z enako hitrostjo, če ne z enako hitrostjo. Ko pa del materiala upari, se njegov volumen razširi. Če se dovolj razširi in če se premika dovolj hitro, zapusti orbito in tvori ogromno sinestijo v obliki diska.
Druge teorije so predlagale, da bi lahko dve dovolj veliki telesi po trku tvorili krožečo staljeno maso. Toda če bi imeli telesi dovolj visoko energijo in temperaturo, da bi uparili nekaj kamnine, bi nastala sinestija zasedla veliko večji prostor.
»Glavna težava pri iskanju sinestij okoli drugih zvezd je, da ne trajajo dolgo. To so prehodni, razvijajoči se objekti, ki nastanejo med nastajanjem planeta.' – Profesorica Sarah Stewart, UC Davis.
Te sinestije verjetno ne bi trajale dolgo. Hitro bi se ohladile in zgostile nazaj v skalna telesa. Za telo velikosti Zemlje bi lahko sinestija trajala le sto let.
Struktura sinestije osvetljuje, kako nastanejo lune. Zemlja in Luna sta si po sestavi zelo podobni, zato sta verjetno nastala kot posledica trka. Možno je, da sta Zemlja in Luna nastala iz iste sinestije.
Te sinestije so bile modelirane, vendar niso bile opažene. Vendar pa bo vesoljski teleskop James Webb imel moč vpogledati v protoplanetarne diske in opazovati nastajanje planetov. Ali bo opazil sinestijo?
'To so prehodni, razvijajoči se objekti, ki nastanejo med nastankom planeta.' – Profesorica Sarah Stewart, UC Davis
V izmenjavi e-pošte z Universe Today nam je dr. Sarah Stewart z UC Davis, ena od znanstvenikov, ki stojijo za raziskavo, povedala, da je »Glavna težava pri iskanju sinestij okoli drugih zvezd, da ne trajajo dolgo. To so prehodni, razvijajoči se objekti, ki nastanejo med nastajanjem planeta.'
»Torej so najboljša izbira za iskanje skalnate sinestije mladi sistemi, kjer je telo blizu zvezde. Za planete plinastih velikanov lahko tvorijo sinestijo za obdobje svojega nastanka. Približujemo se temu, da bi lahko posneli cirkumplanetarne diske v drugih zvezdnih sistemih.'
Ko imamo možnost opazovati planete, ki se oblikujejo v njihovih okrogzvezdnih diskih, lahko ugotovimo, da so sinestije pogostejše kot redke. Pravzaprav lahko planeti večkrat preidejo skozi fazo sinestije. Dr. Stewart nam je povedal, da »Na podlagi statističnih podatkov, predstavljenih v našem prispevku, pričakujemo, da je večina (več kot polovica) kamnitih planetov, ki se oblikujejo na način, podoben Zemlji, enkrat ali večkrat v fazi velikega udarca akrecije postala sinestija. ”