Ученые воссоздали процесс рождения планет в лаборатории, открыв новые горизонты для астрономии и понимания формирования солнечных систем.
Группа ученых из Соединенных Штатов осуществила уникальный эксперимент, ставший первым случаем, когда было зафиксировано, как частицы в кольцевой плазме могут объединяться в планеты. Для этого они применили инновационное оборудование, содержащее вращающиеся цилиндры и жидкий металл, которые имитируют взаимодействие веществ в космической среде. Результаты исследований опубликованы в журнале Physical Review Letters (PRL).
Аккреционные диски представляют собой масштабные кольца, состоящие из газа и пыли, которые окружают звезды и черные дыры. Ученые предполагают, что именно из таких дисков происходит образование планет. Однако сам процесс оставался не до конца изученным.
Исследователи из Принстонской лаборатории разработали устройство, состоящее из пары вращающихся металлических трубок, между которыми располагалась специализированная жидкость с характеристиками, схожими с плазмой. Выяснилось, что при возникновении легкого неравномерного «покачивания» в таком кольце частицы начинают перемещаться: некоторые устремляются наружу, в то время как другие движутся внутрь. Внутренние частицы накапливаются и в конечном итоге могут образовать планету.
«Результаты наших экспериментов показали, что подобные колебания могут возникать гораздо чаще, чем мы предполагали, и, вероятно, именно они инициируют процесс формирования планет», — прокомментировал соавтор исследования Инь Ван.
Особенно примечательно, что это «покачивание» может происходить даже без гравитационного влияния — достаточно различий в скорости материалов. Такая нестабильность также наблюдается и в природе, например, на границе солнечной короны или вблизи черных дыр.
Авторы подчеркивают: хотя их исследования были проведены на Земле, они способствовали углублению понимания структуры Вселенной. Важным аспектом стало исследование процесса формирования планет, аналогичных Земле, из газовых облаков.
В ходе экспериментов ученые также заметили, что скорость вращения цилиндров и вязкость жидкости влияют на скорость и эффективность формирования частиц. Это открытие может привести к новым подходам в изучении аккреционных дисков и их роли в эволюции галактик.
