Dabar populiaru
Publikuota: 2017 gegužės 24d. 18:13

Žemė ir Mėnulis galėjo susiformuoti iš dar niekada nematyto skysto riestainio

Akimirkos prieš planetų susidūrimą
AFP/„Scanpix“ nuotr. / Akimirkos prieš planetų susidūrimą

Kalifornijos universiteto Devise ir Harvardo universiteto (abu JAV) mokslininkai siūlo įvesti naują astronominį terminą – sinestija. Šiuo vardu būtų vadinamas toks planetinių objektų tipas, kuomet dėl dviejų planetos dydžio objektų susidūrimo susidaro išsilydžiusių ir išgaravusių uolienų riestainio formos kūnas.

Teoriškai sinestijos susidaro energingų, didelį kampinį momentą turinčių planetos dydžio kūnų susidūrimo metu. Astronomams tokia sąvoka būtų naudinga naujai vertinant planetų formavimosi mechanizmus – jie mano, kad taip būtų galima nusakyti ir Mėnulio formavimosi istoriją. Tikėtina, kad sinestijų būtų galima rasti kitų žvaigždžių sistemose.

Tikėtina, kad prieš kelis milijardus metų sinestija būtų vadinama ir Žemė, sakė Kalifornijos universiteto Žemės ir planetų mokslo fakulteto profesorė Sarah Stewart. Ji su kolega Simonu Locku iš Harvardo universiteto kol kas tik teoriškai egzistuojantį objektą aprašė mokslo žurnale „Journal of Geophysical Research: Planets“.

Harvardo universiteto doktorantas S.Lockas su profesore tiria, kaip gigantiški kosminiai susidūrimai lemia planetų formavimosi procesą. Dabartinės uolingųjų planetų – tokių, kaip Žemė – formavimosi teorijos byloja, kad šios planetos susiformavo ankstyvoje Saulės sistemos egzistavimo stadijoje, mažiems objektams susidūrinėjant ir dėl gravitacijos susitraukiant į vientisą masę. Šių susidūrimų energija buvo tokia didelė, kad pirmykštės planetos išsilydydavo bei dalinai nugaruodavo, bet ilgainiui ataušdavo ir sudarydavo beveik idealiai apvalius kūnus, kuriuos kosmose matome dabar.

S.Lockas ir S.Stewart ypatingai domėjosi besisukančių kūnų susidūrimais. Besisukantis kūnas pasižymi kampinio momento savybe, kuriai ir susidūrimo metu galioja tvermės dėsnis.

Kad būtų paprasčiau suprasti šio reiškinio fiziką, įsivaizduokite čiuožimą ant ledo. Jeigu ant ledo aplink savo ašį sukasi žmogus, jis savo sukimąsi gali sulėtinti ištiesdamas rankas, o jei rankas priglaustų prie savęs, jo sukimasis pagreitėtų, tačiau sukimosi momentas išliktų nepakitęs.

O dabar įsivaizduokite du čiuožikus: jeigu jie laikosi įsikibę vienas kito, jų kampiniai momentai sumuojasi – bendras kampinis momentas yra toks pats, kaip ir abiejų atskirų čiuožikų kampinių momentų suma.

S.Lockas ir S.Stewart sumodeliavo, kas nutiktų, jeigu „čiuožikai“ būtų uolėtos Žemės planetos dydžio ir susidurtų su kitais taip pat dideliais, taip pat didelį kampinį momentą turinčiais objektais.

„Vertinome gigantiškų susidūrimų statistiką ir nustatėme, kad jie gali suformuoti absoliučiai naują struktūrą“, - sakė S.Stewart.

Mokslininkai išsiaiškino, kad ganėtinai dideliame kampinių momentų ir temperatūrų spektre planetų susidūrimo metu susiformuotų kur kas didesnė struktūra – per vidurį įspaustas diskas, kurį būtų galima lyginti su pilnaviduriu riestainiu arba raudonąja kraujo ląstele – eritrocitu. Didžiąją dalį tokio objekto sudarytų išgaravusios uolienų liekanos, jame nebūtų nei skysto, nei kieto paviršiaus.

Tokį objektą mokslininkai pavadino sinestija, nuo priešdėlio syn-, reiškiančio „kartu“ ir senovės Graikų mitologijos architektūros bei statinių deivės Hestijos.

S.Locko iliustr./Taip galėtų atrodyti dviejų planetos dydžio objektų susidūrimo rezultatas – išsilydžiusių ir išgaravusių uolienų diskas
S.Locko iliustr./Taip galėtų atrodyti dviejų planetos dydžio objektų susidūrimo rezultatas – išsilydžiusių ir išgaravusių uolienų diskas

Naujo tipo astronominė struktūra

Esminis sinestijos formavimosi bruožas – kad dalis šio dėl planetų susidūrimo gimusio darinio atsiskyrinėja į orbitą. Besisukant kieto paviršiaus rutuliui, kiekvienas jo taškas nuo branduolio iki paviršiaus sukasi tuo pačiu dažniu (arba kampiniu greičiu). Tačiau po gigantiško kosminio susidūrimo susidaręs išsilydęs ir dalinai išgaravęs kūnas išsipučia, tampa gerokai didesnio tūrio. Ir jeigu pasiekiamas pakankamai didelis tūris išlaikant didelį sukimosi apie savo ašį greitį, išorinė šio objekto dalis gali įgyti pakankamą greitį, kad laikytųsi ne pačioje planetoje, o jos orbitoje – būtent tada ir susiformuoja milžiniška disko formos sinestija.

Ankstesnėmis teorijomis buvo teigiama, kad po gigantiškų susidūrimų apie planetas gali susidaryti kietų medžiagų arba išsilydžiusių uolienų diskai. Pagal naująją teoriją, jeigu susidarytų sinestija, tai jos tūris būtų kur kas didesnis už planetą ir aplink ją orbitoje besisukančias nuolaužas.

Tikėtina, kad dauguma planetų savo formavimosi metu patiria susidūrimų, kurių metu gali formuotis sinestijos, sakė S.Stewart. Tokio objekto, kaip Žemė, sinestija nebūtų labai ilgalaikė – galbūt jos egzistavimo trukmę galima būtų matuoti vos šimtmečiais. Po to laiko ji prarastų pakankamai kaitros ir vėl susikondensuotų į kietą apvalų kūną. Tačiau sinestijos, sudarytos gerokai didesnių ir karštesnių objektų, tokių kaip dujiniai gigantai, galėtų egzistuoti kur kas ilgiau, teigia profesorė.

Sinestijos struktūros įvertinimas taip pat suteiktų naujų galimybių vertinti Mėnulio formavimosi procesą, sakė S.Stewart. Mėnulio sudėtis yra stebėtinai panaši į Žemės sudėti ir dauguma dabartinių Mėnulio susiformavimo teorijų teigia, kad kažkada įvyko galingas susidūrimas, kurio metu į kosmosą buvo išmesta daug medžiagos, vėliau tapusios Mėnuliu. Bet iš tikrųjų tokio susidūrimo metu turėjo susidaryti sinestija, iš kurios ilgainiui susikondensavo ir Žemė, ir Mėnulis.

Kol kas sinestijos tiesiogiai kosmose pastebėtos nebuvo, tačiau gali būti, kad tokio tipo objektų bus galima atrasti prie kitų žvaigždžių – tereikia, kad astronomai pradėtų jų ieškoti.

Pažymėkite klaidą tekste pele, prispaudę kairijį pelės klavišą
Pranešti klaidą

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą

Naujienos

Žiemos olimpinės žaidynės

Parašykite atsiliepimą apie Mokslas.IT