Ударные волны необходимы для создания планет

Космический телескоп НАСА Спитцер обнаружил кварцеподобные кристаллы возле молодых звезд, которые только начали формировать свои планеты. Как известно, учёные прежде находили подобные кристаллы, называемые кристобалитами и тридимитами, в кометах, в вулканических потоках лавы на Земле, и в некоторых метеоритах, упавших на Землю.

Астрономы знали, что кристаллизованные зерна пыли склеиваются, формируя большие частицы, которые, позже смешиваясь, формируют планеты. Однако, они были удивлены находкой кристаллов кристобалитов и тридимитов, так как их формирование требует быстрого нагрева, происходящего, например, под воздействием ударных волн.

Результаты предполагают, что те же самые виды ударных волн, реактивного самолета, ответственны за создание планетарного материала повсюду во вселенной.

«Изучая другие звёздные системы, мы можем узнать о том как развивались планеты нашей системы 4.6 миллиарда лет назад, - рассказывает Вильям Форрест (William Forrest) из университета Рочестера в Нью-Йорке. - Спитцер дал нам лучшее представление того, как производилось планетарное сырьё».

Форрест и аспирант рочестерского университета Бен Саргент (Ben Sargent) провели исследование, детали которого будут опубликованы в Астрофизическом Журнале.

Планеты рождаются из циркулирующих блинообразно дисков пыли и газа, окружающих молодые звезды. Согласно ведущей теории, прежде, чем смешаться, чтобы сформировать вполне оперившиеся планеты, составные части начинают как простые зерна пыли, плавающие вокруг звезды в диске газа и пыли. На ранних стадиях развития планеты зерна пыли кристаллизуются и держатся вместе, в то время как сам диск начинает оседать и сглаживаться. Этот процесс по мнению учёных происходит в первые миллионы лет жизни звезды.

Кварц, как и его минеральные производные, такие как кристобалиты и тридимиты, состоит из кремния и кислорода и является главным компонентом стекла. Когда кварц расплавляют, а затем кристаллизируют, кварц формирует большие шестиугольные кристаллы, продаваемые часто как мистические символы. Если кварц нагреть еще больше, это он может также сформировать маленькие кристаллы, находимые обычно возле вулканов.

Именно такие высокотемпературные формы кристаллов кварца, а именно кристобалиты и тридимиты, нашла команда Форреста в планетоформирующих дисках вокруг других звезд.

"Кристобалиты и тридимиты - чрезвычайно высокотемпературные формы кварца, - рассказывает Саргент. - Если вы нагреете кристаллы кварца, то вы получите эти соединения".

Фактически, эти кристаллы требуют, чтобы температура нагрева равнялась 1 220 градусов Кельвина. Однако молодые планетоформирующие диски – имеют температуру приблизительно в 100 - 1 000 градусов Кельвинов, то есть они «слишком холодные», чтобы формировать эти кристаллы. Астрономы считают, что поскольку кристаллы требуют, что бы нагревание сопровождалось быстрым охлаждением, то причиной могли стать ударные волны.

Как считается, ударные волны или сверхзвуковые волны давления, рождаются в планетоформирующих дисках, когда облака газа, циркулирующие по кругу на высоких скоростях, сталкиваются. Некоторые теоретики думают, что ударные волны могут также сопровождать формирование гигантских планет.

Результаты подтверждаются местными находками в нашей собственной солнечной системе. По мнению ученых, сферическая галька, называемая хондрой, найденная в древних метеоритах упавших на Землю, также кристаллизовалась ударными волнами в молодом планетоформирующем диске нашей солнечной системы.

По материалам Space.com