Teadlased: noortel planeetidel aitab kasvada grupisurve
Kaks Ameerika Ühendriikide astrofüüsikut väidavad, et nad on vastanud olulise planeetide moodustumist puudutava küsimuse: miks ei lükata noori planeete enda kaastähtede sisse, enne kui neil tekib võimalus kasvada? Selgub, et nende seal hoidmiseks on vaja väheke kaaslasi, ütlevad teadlased, kes väidavad, et läbi kivist koosneva ketta liikuvad planeedid võivad takistada üksteise vajumist tähe sisse, kirjutab Stiina Kristal portaalis Fyysika.ee.
"Kõik noored tähed migreeruvad," sõnas Scott Kenyon Massachusettsis asuvast Smithsoniani Astrofüüsikalisest Observatooriumist, kes tegi koostööd Utah Ülikooli teadlase Benjamin Bromleyga. ,,Gaasist või jääst koosnevate hiidude migratsiooni käsitletakse tihedasti, kuid see on oluline ka maasarnaste planeetide puhul, millede massid ulatuvad Pluuto kuni Maa suuruste massideni,” ütles Kenyon veebilehele Physicsworld.com.
Astronoomid usuvad, et planeedid tekivad noort tähte ümbritsevas gaasi- ja tolmukettas. Esimene samm planeedi tekkes on planetesimaal – väike kivine keha, mille raadius ulatub ühest kuni kümne kilomeetrini. Järgneva paari miljoni aasta jooksul kuhjub planetesimaalidele tolmu, hakkavad tekkima suuremad kivid, mis kasvavad kiiremini kui teised. Need kehad, mida nimetatakse oligarhideks, on teel noore planeedi staatusesse, kasutades ära oma gravitatsioonilist tõmmet ning suurendades rohkemaid planetesimaale.
Lisaks kasvuviisi andmisele võivad planetesimaalid lükata oligarhe ka keskse tähe sisse, lõpetades nii nende elu. Üksik planetesimaalide kettas tiirlev oligarh jätab endast maha raja, justnagu läbi liiva lohistatav puuoksake. Rajast kahele poole jäävad planetesimaalid rõhuvad oligarhi, ning et välisel rõngal on suurem mass, surutakse oligarhe summaarselt sissepoole.
Varem kasutati kivist planeetide mitte tähtede sisse kukkumise selgitamiseks magnetvälja, turbulentsi ja termodünaamikat. Bromley ja Kenyon ütlevad aga, et mitmete tähe ümber tiirlevate oligarhide poolt tekitatud mustrid on piisavad, et hoida ära struktuuride tekke planetesimaali kettas, mis lükkaks noore planeedi sisse.
Kui oligarhid moodustavad umbes poole kettas olevast materjalis, mis toimub paarkümmend miljonit aastat pärast tähe sündi, hakkavad nad koguma veelgi enam materjali, kombineerudes selleks üksteisega. Nüüd roomavad oligarhid radade jätmise asemel suvaliselt planetesimaalses “liivas”, mis hoiab samuti ära planetesimaalide sattumise mustritesse, mis lükkaks oligarhid tähe sisse.
,,See on tõeline, olemasolev efekt,” sõnas John Papaloizou Cambridge’i Ülikoolist. ,,Selle laiendamine vastastikmõjudele gaasiga ei ole aga kindel.”
Mitmete planeetide liikumise läbi realistlikumate gaasiketaste ja planetesimaalide otsene arvutamine suurendab keerukust oluliselt, nõudes suuremat arvutusvõimet kui see tänapäeval praktiline on. Selle asemel laiendasid Bromley ja Kenyon oma simulatsiooni gaasiketastele.
Nad otsisid stsenaariumi, kus gaasipilv käituks kui planetesimaalide ketas, ning nad leidsid selleks kaks peamist nõudmist: gaasil peab olema väike viskoossus ning planeedid peavad olema väikesed. Tihedam, suure viskoossusega gaas kipub end pärast oligarhi läbi liikumist ära siluma. See tähendab seda, et häiritused neis mustrites ei kesta kaua. Kui kettas olev gaas on hõre, siis on tingimused sobivad selleks, et kivised planeedid tähte ei kukuks.
,,Meie tulemused ütlevad, et kasvavad maasarnased protoplaneedid ei saa migreeruda läbi planetesimaalide ketta, võimaldades protoplaneetidel kasvada sellisteks planeetideks nagu me näeme enda ja teistes tähesüsteemides,” sõnas Kenyon. Kui gaasiliste ketaste üldistus on realistlik, siis usub Kenyon, et ,,me oleme sammu võrra lähemal Maa ning teiste planeetide päritolu mõistmisele.”
