Forskerhold studerer binære filer for at skabe hoveder eller haler af planetdannelse

Et team ledet af Southwest Research Institute studerede orienteringen af ​​fjerne solsystemlegemer for at styrke teorien om "streaming ustabilitet" om planetdannelse.

"Et af de mindst forståede trin i planetens vækst er dannelsen af ​​planetesimaler, kroppe mere end en kilometer på tværs, som er lige store nok til at blive holdt sammen af ​​tyngdekraften, " sagde SwRI videnskabsmand Dr. David Nesvorny, hovedforfatteren af ​​papiret "Trans-Neptunian Binaries as Evidence for Planetesimal Formation by the Streaming Instability" udgivet i Natur astronomi .

I de indledende faser af planetens vækst, støvkorn støder blidt sammen og klæber sig kemisk for at producere større partikler. Imidlertid, efterhånden som korn bliver større, kollisioner bliver sandsynligvis mere voldelige og ødelæggende. Forskere har kæmpet for at forstå, hvordan planetarisk vækst passerer 'meterstørrelsesbarrieren'.

Teorien om streaming-ustabilitet hævder, at når store støvkorn interagerer med den gas, der kredser om unge stjerner, streaming-mekanismer får korn til at klumpe sammen i tætte områder og kollapse under deres egen tyngdekraft for at danne planetesimaler.

Holdet studerede objekter ud over Neptun, der kredser om hinanden som binære par i Kuiperbæltet. I modsætning til kometer slynget af Jupiter eller asteroider bombarderet af kollisioner og stråling, det fjerne Kuiperbælt er ikke blevet forstyrret meget, siden det blev dannet, så disse primordiale objekter giver hints om det tidlige solsystem. Hvis et par kredser i samme retning som planeterne, det betragtes som heads-up. Det er hale-op, hvis det kredser i den modsatte retning.

Ved at bruge Hubble-rumteleskopet og Keck-observatoriet på Hawaii, holdet fandt ud af, at de fleste binære filer, omkring 80 %, kredsløb heads-up, som astronomer kalder "prograde". Dette fund var i modstrid med teorien om, at binære filer dannes, når to forbipasserende planetesimaler fanges til en binær. Den teori forudsiger for det meste hale-op eller "retrograde" baner.

For at teste, om streaming-ustabiliteten kunne forklare disse Kuiper-bælte-binære filer, holdet analyserede simuleringer på store supercomputere. De fandt ud af, at de tætte klumper dannet af streaming-ustabiliteten roterede heads-up 80 % af tiden, efter aftale med Kuiperbæltsobjekterne.

"Mens vores simuleringer endnu ikke kan følge kollapset hele vejen til dannelse af binære filer, det ser ud til, at vi er på rette vej, " sagde SwRI's Dr. Jacob B. Simon, der var medforfatter til avisen.

"Solsystemet giver mange ledetråde til, hvordan planeter blev dannet, både omkring vores sol og fjerne stjerner, " sagde Nesvorny. "Selvom, disse spor kan være svære at fortolke, Iagttagere og teoretikere, der arbejder sammen, begynder at lave hoveder eller haler af disse spor - og beviserne er for det meste hoveder."