มีดาวเคราะห์ชนิดใหม่ในเมืองถึงแม้ว่าคุณจะไม่พบมันในระบบสุริยะที่อายุมากอย่างพวกเราเอง เป็นช่วงของการก่อตัวที่ดาวเคราะห์เช่นโลกสามารถผ่านไปได้ และการดำรงอยู่ของมันช่วยอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดวงจันทร์ของเรา
ดาวเคราะห์ชนิดใหม่นี้เป็นก้อนหินขนาดใหญ่ที่ร้อนและหมุนได้ของมวลไอโดนัทที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุขนาดเท่าดาวเคราะห์ชนกัน นักวิทยาศาสตร์คู่หนึ่งที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาอธิบายดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้ได้ตั้งชื่อมันว่า "synestia" Simon Lock นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและซาราห์สจ๊วตศาสตราจารย์ในภาควิชาโลกและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิสบอกว่าโลกครั้งหนึ่งเป็น synestia
ทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์ในปัจจุบันมีลักษณะดังนี้: เมื่อดาวก่อตัววัสดุที่เหลืออยู่จะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ดาวฤกษ์ วัสดุที่เหลืออยู่นี้เรียกว่าดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ วัสดุจับตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อวัตถุขนาดเล็กชนกันและรวมตัวกัน
เมื่อร่างกายมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ พลังของการชนก็ยิ่งใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ และเมื่อร่างใหญ่สองชนกันวัสดุหินของพวกมันก็ละลาย จากนั้นร่างกายที่สร้างขึ้นใหม่จะเย็นลงและกลายเป็นทรงกลม เป็นที่เข้าใจกันว่านี่คือสิ่งที่โลกและดาวเคราะห์หินอื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราก่อตัว
ล็อคและสจ๊วตดูกระบวนการนี้และถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าร่างกายที่หมุนเร็ว
เมื่อร่างกายกำลังหมุนกฎแห่งการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมก็จะเกิดขึ้น กฎหมายดังกล่าวบอกว่าร่างกายที่หมุนจะหมุนจนกว่าแรงบิดจากภายนอกจะลดความเร็วลง ตัวอย่างที่ใช้บ่อยจากการเล่นสเก็ตลีลาช่วยอธิบายเรื่องนี้
หากคุณเคยดูสเก็ตลีลาและผู้ที่ไม่มีการกระทำของพวกเขาก็มีประโยชน์มาก เมื่อนักสเก็ตคนหนึ่งหมุนอย่างรวดเร็วเธอก็เหยียดแขนออกเพื่อลดอัตราการหมุน เมื่อเธอพับแขนของเธอกลับเข้าไปในร่างกายของเธอเธอเร่งความเร็วอีกครั้ง โมเมนตัมเชิงมุมของเธอได้รับการอนุรักษ์
วิดีโอสั้น ๆ นี้แสดงให้เห็นสเก็ตลีลาและฟิสิกส์ในทางปฏิบัติ
หากคุณไม่ชอบเล่นสเก็ตลีลาคนนี้ใช้โลกเพื่ออธิบายโมเมนตัมเชิงมุม
ตอนนี้ลองยกตัวอย่างจากนักสเก็ตลีลา เมื่อทั้งคู่เลี้ยวและทั้งสองเข้าด้วยกันโดยจับมือและแขนของกันและกันแรงกระตุ้นเชิงมุมจะถูกรวมเข้าด้วยกันและอนุรักษ์
แทนที่นักสเก็ตรูปสองตัวด้วยดาวเคราะห์สองดวงและนี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สองคนที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาต้องการทำแบบจำลอง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าร่างใหญ่สองร่างที่มีพลังงานสูงและโมเมนตัมเชิงมุมสูงชนกัน
ถ้าวัตถุทั้งสองมีอุณหภูมิสูงและโมเมนตัมเชิงมุมสูงพอโครงสร้างของดาวเคราะห์ชนิดใหม่น่าจะก่อตัวขึ้นคือ synestia “ เราดูสถิติของผลกระทบยักษ์และเราพบว่าพวกเขาสามารถสร้างโครงสร้างใหม่ได้อย่างสมบูรณ์” Stewart กล่าว
“ เราดูสถิติผลกระทบที่รุนแรงและเราพบว่าพวกเขาสามารถสร้างโครงสร้างใหม่ได้อย่างสมบูรณ์” - ศาสตราจารย์ซาร่าห์สจ๊วตภาควิชาธรณีวิทยาและดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิส
ดังที่อธิบายไว้ในการแถลงข่าวจาก UC Davis เพื่อให้ synestia ก่อตัวขึ้นวัตถุที่กลายเป็นไอจากการชนต้องเข้าสู่วงโคจร เมื่อทรงกลมแข็งทุกจุดบนหมุนในอัตราเดียวกันถ้าไม่ใช่ความเร็วเดียวกัน แต่เมื่อวัสดุบางส่วนระเหยกลายเป็นปริมาตร ถ้ามันขยายตัวมากพอและถ้ามันเคลื่อนที่เร็วพอมันก็จะโคจรและก่อตัวเป็น synestia ที่มีรูปร่างเป็นดิสก์ขนาดใหญ่
ทฤษฎีอื่น ๆ เสนอว่าร่างใหญ่พอสองร่างสามารถก่อตัวเป็นมวลหลอมเหลวที่โคจรรอบหลังจากการชน แต่ถ้าร่างกายทั้งสองมีพลังงานและอุณหภูมิสูงพอที่จะทำให้หินบางส่วนระเหยไป synestia ที่เกิดขึ้นจะครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่กว่ามาก
“ ปัญหาหลักในการมองหา synestias รอบดาวดวงอื่นคือพวกเขาไม่ได้ใช้เวลานาน สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุชั่วคราวและมีการพัฒนาที่เกิดขึ้นในระหว่างการก่อตัวดาวเคราะห์” - ศาสตราจารย์ Sarah Stewart, UC Davis
อาจจะไม่ได้นานนัก พวกเขาจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและย่อกลับสู่ร่างหิน ขนาดร่างกายของโลก synestia อาจมีอายุหนึ่งร้อยปีเท่านั้น
โครงสร้าง synestia ทำให้แสงบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการก่อตัวของดวงจันทร์ โลกและดวงจันทร์มีความคล้ายคลึงกันมากในแง่ของการจัดองค์ประกอบดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าพวกมันก่อตัวขึ้นจากการปะทะกัน เป็นไปได้ว่าโลกและดวงจันทร์ก่อตัวจากซินเซียเดียวกัน
synestias เหล่านี้ได้รับการจำลอง แต่พวกเขาไม่ได้ถูกสังเกต อย่างไรก็ตามกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์จะมีพลังในการตรวจจับดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์และดูดาวเคราะห์ก่อตัว มันจะสังเกตเห็น synestia หรือไม่?
“ สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุชั่วคราวและมีการพัฒนาที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวดาวเคราะห์” - ศาสตราจารย์ Sarah Stewart, UC Davis
ในการแลกเปลี่ยนอีเมลกับนิตยสารอวกาศดร. ซาราห์สจ๊วตแห่ง UC Davis นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาบอกกับเราว่า“ ปัญหาหลักในการมองหา synestias รอบดาวดวงอื่นคือพวกเขาไม่ได้อยู่นาน สิ่งเหล่านี้เป็นวัตถุชั่วคราวและมีการพัฒนาที่เกิดขึ้นในระหว่างการก่อตัวดาวเคราะห์”
“ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการค้นหา synestia ที่เป็นหินคือระบบหนุ่มที่ร่างกายอยู่ใกล้กับดาว สำหรับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์พวกมันอาจก่อตัวเป็น synestia เป็นระยะเวลาหนึ่งในการก่อตัวของมัน เราใกล้ถึงความสามารถในการทำอิมเมจดิสก์รอบนอกในระบบดาวอื่น ๆ ”
เมื่อเรามีความสามารถในการสังเกตดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้นในดิสก์ดาวฤกษ์ของพวกเขาเราอาจพบว่า synestias นั้นพบได้บ่อยกว่าของหายาก ในความเป็นจริงดาวเคราะห์อาจเข้าสู่ระยะซินเซียหลายครั้ง ดร. สจ๊วตบอกเราว่า“ จากสถิติที่นำเสนอในบทความของเราเราคาดว่าดาวเคราะห์หินมากกว่าครึ่ง (ส่วนใหญ่) ที่ก่อตัวในลักษณะที่คล้ายกับโลกกลายเป็น synestias หนึ่งครั้งหรือมากกว่าในช่วงระยะกระทบขนาดยักษ์ ”
