Forskere foreslår en ny type planetobjekt

Forskere foreslår i en ny undersøgelse eksistensen af ​​et planetobjekt kaldet en "synestia, " en stor, snurrer, doughnut-formet masse varm, fordampet sten, dannet som objekter i planetstørrelse smadre ind i hinanden.

På et tidspunkt tidligt i sin historie, Jorden var sandsynligvis en synesti, sagde Sarah Stewart, planetforsker ved University of California Davis og medforfatter af det nye studie i Journal of Geophysical Research : Planeter , et tidsskrift for American Geophysical Union.

Stewart og Simon Lock, en kandidatstuderende ved Harvard University i Cambridge, Massachusetts og hovedforfatter af den nye undersøgelse, undersøge, hvordan planeter kan danne sig fra en række kæmpe påvirkninger. Nuværende teorier om planetdannelse mener, at stenede planeter som Jorden, Mars og Venus dannede sig tidligt i solsystemet, da mindre genstande smadrede ind i hinanden.

Disse kollisioner var så voldsomme, at de resulterende kroppe smeltede og delvist fordampede, til sidst afkøling og størkning til de næsten sfæriske planeter, vi kender i dag.

Lock og Stewart er især interesserede i sammenstød mellem snurrende objekter. Et roterende objekt har vinkelmoment, som skal bevares ved en kollision. Tænk på en skater, der snurrer på is:hvis hun rækker sine arme ud, hun sænker sin hastighed. For at snurre hurtigere, hun holder armene tæt ved sin side, men hendes vinkelmoment forbliver konstant.

Overvej nu to skatere, der tænder is:hvis de griber fat i hinanden, hver skateres vinkelmoment tilføjes, så deres samlede vinkelmoment forbliver det samme.

I den nye undersøgelse, Lock og Stewart modellerede, hvad der sker, når "skøjteløberne" er planeter i jordstørrelse, der støder sammen med andre store objekter med både høj energi og høj vinkelmoment.

"Vi kiggede på statistikken over kæmpe påvirkninger, og vi fandt ud af, at de kan danne en helt ny struktur, "Sagde Stewart.

Lock og Stewart fandt ud af, at over en række høje temperaturer og høje vinkelmomenter, organer i planetstørrelse kunne danne en ny, meget større struktur, en indrykket disk snarere som en rød blodlegeme eller en doughnut med midten fyldt i. Objektet er for det meste fordampet sten, uden fast eller flydende overflade.

De har kaldt det nye objekt for en "synestia, "fra" syn-, "" sammen "og" Estia, "Græsk gudinde for arkitektur og strukturer.

Nøglen til dannelse af synestier er, at noget af strukturens materiale går i kredsløb. I en spinning, fast kugle, hvert punkt fra kernen til overfladen roterer med samme hastighed. Men i en kæmpe effekt, planetens materiale kan blive smeltet eller gasformigt og udvides i volumen. Hvis den bliver stor nok og bevæger sig hurtigt nok, dele af objektet passerer den hastighed, der er nødvendig for at holde en satellit i kredsløb, og det er, når det danner en enorm, skiveformet synesti, ifølge den nye undersøgelse.

Tidligere teorier havde antydet, at kæmpe påvirkninger kan få planeter til at danne en skive af fast eller smeltet materiale, der omgiver planeten. Men for den samme planetmasse en synestia ville være meget større end en solid planet med en disk.

De fleste planeter oplever sandsynligvis kollisioner, der kan danne en synesti på et tidspunkt under deres dannelse, Stewart sagde. For et objekt som Jorden, synestien ville ikke vare særlig længe - måske hundrede år - før den mistede nok varme til at kondensere tilbage til en fast genstand. Men synestier dannet af større eller varmere objekter såsom gasgigantplaneter eller stjerner kan potentielt vare meget længere, hun sagde.

Synestia -strukturen foreslår også nye måder at tænke på månedannelse. Månen er bemærkelsesværdigt som Jorden i sammensætning, og de fleste aktuelle teorier om hvordan månen dannede involverer en kæmpe påvirkning, der kastede materiale i kredsløb. Men en sådan påvirkning kunne i stedet have dannet en synestia, hvorfra jorden og månen kondenserede, Stewart sagde.

Ingen har endnu observeret en synesti direkte, men de kan findes i andre solsystemer, når astronomer begynder at lede efter dem sammen med stenede planeter og gasgiganter, hun sagde.