هناك نوع جديد من الكوكب في المدينة ، على الرغم من أنك لن تجده في أنظمة شمسية جيدة العمر مثل نظامنا. إنها أكثر من مرحلة تشكيل يمكن للكواكب مثل الأرض أن تمر بها. ووجودها يساعد على تفسير العلاقة بين الأرض والقمر.
النوع الجديد من الكواكب عبارة عن كتلة ضخمة ، تدور على شكل دونات من الصخور الساخنة المتبخرة ، تتشكل عندما تصطدم أجسام بحجم كوكب بعضها ببعض. سمى العلماء وراء الدراسة شرحوا هذا النوع الجديد من الكواكب بأنه "سينستيا" ، كما أن سيمون لوك ، طالبة دراسات عليا في جامعة هارفارد ، وسارة ستيوارت ، أستاذة في قسم علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، يقول أن الأرض كانت في وقت واحد سينستيا.
تسير النظرية الحالية لتكوين الكواكب على النحو التالي: عندما يتشكل النجم ، تتحرك المادة المتبقية حول النجم. تسمى هذه المادة المتبقية قرص كوكبي أولي. تتخثر المادة إلى أجسام أكبر عندما تصطدم الأجسام الأصغر وتتحد معًا.
عندما تصبح الأجسام أكبر وأكبر ، تصبح قوة اصطدامها أكبر وأكبر ، وعندما يصطدم جسمان كبيران ، تذوب المواد الصخرية. ثم يبرد الجسم الذي تم إنشاؤه حديثًا ويصبح كرويًا. من المفهوم أن هذه هي الطريقة التي تشكلت بها الأرض والكواكب الصخرية الأخرى في نظامنا الشمسي.
نظر لوك وستيوارت في هذه العملية وسألا عما سيحدث إذا كان الجسم الناتج يدور بسرعة.
عندما يدور الجسد ، يدخل قانون حفظ الزخم الزاوي حيز التنفيذ. ينص هذا القانون على أن جسم الغزل سوف يدور حتى يبطئ عزم الدوران الخارجي. يساعد المثال الأكثر استخدامًا من التزلج الفني على تفسير ذلك.
إذا كنت قد شاهدت المتزلجين من قبل ، والذين لم يفعلوا ذلك ، فإن أفعالهم مفيدة للغاية. عندما تدور متزلج واحد بسرعة ، تمد ذراعيها لإبطاء معدل الدوران. عندما تطوى ذراعيها مرة أخرى في جسدها ، تسرع مرة أخرى. يتم الحفاظ على زخمها الزاوي.
يظهر هذا الفيديو القصير المتزلجين الرقم والفيزياء في العمل.
إذا كنت لا تحب التزلج على الجليد ، فإن هذا الشخص يستخدم الأرض لشرح الزخم الزاوي.
الآن خذ المثال من زوج من المتزلجين الشكل. عندما يتحول كل منهما ، ويتحد الاثنان معًا من خلال الإمساك بأيديهما وأذرع بعضهما البعض ، يتم إضافة الزخم الزاوي معًا والحفاظ عليه.
استبدل متزلجين الشكل بكواكب ، وهذا ما أراد العلماء وراء الدراسة تصميمه. ماذا سيحدث إذا اصطدم جسمان كبيران بطاقة عالية وزخم زاوي مرتفع مع بعضهما البعض؟
إذا كان للجسدين درجات حرارة عالية بما فيه الكفاية وزخم زاوي مرتفع بما يكفي ، فسيكون هناك نوع جديد من الهيكل الكوكبي: Synestia. قال ستيوارت "لقد نظرنا إلى إحصاءات التأثيرات العملاقة ، ووجدنا أنها يمكن أن تشكل هيكلًا جديدًا تمامًا".
"نظرنا إلى إحصاءات التأثيرات العملاقة ، ووجدنا أنها يمكن أن تشكل بنية جديدة تمامًا". - الأستاذة سارة ستيوارت ، قسم علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس.
كما هو موضح في بيان صحفي من UC Davis ، لتشكيل سينستيا ، يجب أن تذهب بعض المواد المتبخرة من التصادم إلى المدار. عندما تكون الكرة صلبة ، تدور كل نقطة عليها بنفس المعدل ، إن لم يكن بنفس السرعة. ولكن عندما تتبخر بعض المواد ، يتسع حجمها. إذا توسع بما يكفي ، وإذا كان يتحرك بسرعة كافية ، فإنه يترك المدار ويشكل مجموعة كبيرة على شكل قرص.
اقترحت نظريات أخرى أن جسدين كبيرين بما فيه الكفاية يمكن أن يشكلان كتلة منصهرة تدور بعد الاصطدام. ولكن إذا كان الجسمان يتمتعان بطاقة ودرجة حرارة عالية بما يكفي لتبخير بعض الصخور ، فإن النسيح الناتج سيشغل مساحة أكبر بكثير.
"إن المشكلة الرئيسية في البحث عن synestias حول النجوم الأخرى هي أنها لا تدوم طويلاً. هذه أجسام عابرة ومتطورة مصنوعة أثناء تكوين الكوكب. " - الأستاذة سارة ستيوارت ، جامعة كاليفورنيا ديفيس.
من المحتمل ألا تستمر هذه السيناريوهات لفترة طويلة جدًا. كانوا يبردون بسرعة ويتكثفون إلى أجسام صخرية. بالنسبة لجسم بحجم الأرض ، قد يستمر النسيح مائة عام فقط.
تسلط بنية السينستيا بعض الضوء على كيفية تشكل الأقمار. الأرض والقمر متشابهان جدًا من حيث التكوين ، لذلك من المحتمل أن تكونا قد تشكلتا نتيجة الاصطدام. من الممكن أن تكون الأرض والقمر من نفس التركيب.
لقد تم تصميم هذه السينسترات ، ولكن لم يتم ملاحظتها. ومع ذلك ، فإن تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيكون لديه القدرة على النظر في الأقراص الكواكب الأولية ومشاهدة تشكيل الكواكب. هل ستلاحظ سينستيا؟
"هذه أجسام عابرة ومتطورة تصنع أثناء تكوين الكوكب." - الأستاذة سارة ستيوارت ، جامعة كاليفورنيا ديفيس
في تبادل عبر البريد الإلكتروني مع مجلة الفضاء ، أخبرتنا الدكتورة سارة ستيوارت من جامعة كاليفورنيا ديفيس ، إحدى العلماء وراء الدراسة ، أن "المشكلة الرئيسية في البحث عن synestias حول النجوم الأخرى هي أنها لا تدوم طويلاً. هذه أجسام عابرة ومتطورة مصنوعة أثناء تكوين الكوكب. "
"لذا فإن أفضل رهان لإيجاد سينستيا صخرية هو الأنظمة الحديثة حيث يكون الجسم قريبًا من النجم. بالنسبة للكواكب الغازية العملاقة ، يمكن أن يشكلوا سينستيا لفترة من تكوينها. نحن نقترب من القدرة على تصوير الأقراص الكواكب في أنظمة النجوم الأخرى ".
بمجرد أن تكون لدينا القدرة على مراقبة الكواكب التي تتشكل في أقراصها النجمية ، قد نجد أن السينستريات أكثر شيوعًا من نادرة. في الواقع ، قد تمر الكواكب بمرحلة سينستيا عدة مرات. أخبرنا د. ستيوارت أنه "بناءً على الإحصائيات المقدمة في ورقتنا ، نتوقع أن معظم (أكثر من نصف) الكواكب الصخرية التي تتشكل بطريقة مشابهة للأرض أصبحت synestias مرة أو أكثر خلال مرحلة التأثير العملاقة للتراكم. "
