Теорија о начину формирања планета била је за научнике трајна мистерија. Док астрономи прилично добро разумеју одакле долазе планетарни системи - тј. Протопланетарни дискови прашине и гаса око нових звезда (ака. „Небуларна теорија“) - потпуно разумевање како ови дискови на крају постају објекти довољно велики да се могу урушити под своје. гравитација је остала неухватљива.
Али захваљујући новој студији тима истраживача из Француске, Аустралије и Велике Британије, чини се да је недостатак дела слагалице коначно пронађен. Користећи низ симулација, ови истраживачи су показали како су „замке прашине“ - тј. Регије где се фрагменти шљунчане величине могу сакупљати и држати заједно - довољно уобичајени да омогуће стварање платесималима.
Њихова студија под називом „Замке прашине самоиндуциране: Превладавање баријера формирања планета“ појавила се недавно у часопису Месечна обавештења Краљевског астрономског друштва.Јеан-Францоис Гонзалез - из Лионског истраживачког центра за астрофизику (ЦРАЛ) у Француској - тим је испитао проблематичну средњу фазу планетарне формације која је залудила научнике.
Донедавно су се добро разумели процес помоћу којег се протопланетарни дискови прашине и гаса формирају у објекте величине педале, као и процес којим планетезимални материјали (предмети промјера стотину и више метара) обликују планетарна језгра. Али поступак који премошћује ово двоје - где се шљунак споји у формирање планетесимала - остао је непознат.
Део проблема је чињеница да је Сунчев систем, који је вековима био наш једини референтни оквир, формирао пре милијарде година. Али захваљујући недавним открићима (3453 потврђено егзопланети и бројање), астрономи су имали много могућности за проучавање других система који су у различитим фазама формирања. Као што је др Гонзалез објаснио у саопштењу Краљевског астрономског друштва:
„До сада смо се борили да објаснимо како се шљунак може саставити у облику планета, а ипак смо открили огроман број планета у орбити око других звезда. То нас је поставило да размишљамо о томе како решити ову мистерију. "
У прошлости су астрономи веровали да би „замке прашине“ - које су саставни део формирања планета - могле постојати само у одређеним окружењима. У овим областима високог притиска велика зрна прашине успоравају се до тачке у којој се могу сабрати. Ови региони су изузетно важни јер се супротстављају двема главним препрекама за планетарно формирање, а то су судари велике брзине и велике брзине.
Повлачење настаје услед дејства гаса на зрно прашине, због чега они успоравају и на крају се одроне у средишњу звезду (где се троше). Што се тиче судара велике брзине, то је оно што узрокује да се велики шљунак разбије један у другог и раздвоји, те на тај начин преокрене процес агрегације. Због тога су потребне замке прашине како би се осигурало успоравање зрна прашине тек толико да се не би уништили једни друге када се сударају.
Да би видели колико су обично те замке прашине, др Гонзалез и његове колеге спровели су серију рачунарских симулација које су узеле у обзир како прашина у протопланетарном диску може да оптерети гасну компоненту - процес познат као "аеродинамична повратна реакција" “. Док гас обично има зауставни утицај на честице прашине, посебно у прашњавим прстенима, може бити истина.
До недавно су астрономи овај ефекат углавном игнорисали, пошто је уопштено прилично занемарљив. Али као што је тим напоменуо, важан је фактор протопланетарних дискова, који су познати по томе што су окружења невероватно прашњава. У овом сценарију, ефекат повратне реакције је успоравање кретања зрна прашине, које се крећу према унутра, и гурање гаса вани, где формира области високог притиска - то јест „замке прашине“.
Једном када су обрачунали ове ефекте, њихове симулације показале су како се планете формирају у три основне фазе. У првој фази зрно прашине расте у величини и креће се према унутра према централној звезди. У другом се сада већа зрна шљунка накупљају и успоравају. У трећој и последњој фази, повратна реакција гас избацује напоље, стварајући области прашине где се накупља.
Те замке тада омогућавају да се шљунак сабере у облику планетесимала, и на крају светова величине планета. Овим моделом астрономи сада имају чврсту представу о томе како планетарна формација иде од прашњавих дискова до планетеималиста који се зближавају. Поред решавања кључног питања како је настао Сунчев систем, ова врста истраживања могла би се показати од виталног значаја за проучавање егзопланета.
Земаљска и свемирска опсерваторија већ су приметила присуство тамних и светлих прстенова који се формирају у протопланетарним дисковима око удаљених звезда - за које се верује да су замке прашине. Ови системи би могли пружити астрономима прилику да испробају овај нови модел, док посматрају како се планете полако зближавају. Гонзалез назначио:
„Били смо одушевљени открићем да се уз праве састојке на месту прашине могу формирати спонтано, у широком распону окружења. Ово је једноставно и робусно решење дугогодишњег проблема у формирању планета. "
