ต้องการสร้างวัตถุท้องฟ้า? ฉันหมายความว่ามันฟังดูง่าย - คุณเพิ่งเริ่มต้นด้วยก้อนฝุ่นขนาดใหญ่และให้ดุนเพื่อให้มันเริ่มหมุนและสะสมและคุณจบลงด้วยดาวที่มีเศษฝุ่นเหลืออยู่ในวงโคจรที่ยังคงเกิดขึ้น ดาวเคราะห์
ปัญหาคือกระบวนการนี้ดูเหมือนจะไม่เป็นไปได้ทางร่างกายหรืออย่างน้อยก็ไม่มีอะไรเหมือนมันสามารถจำลองในแบบจำลองทางทฤษฎีมาตรฐานและแบบจำลองทางห้องปฏิบัติการ มีปัญหากับขั้นตอนการเพิ่มขนาดเล็กครั้งแรก
ดูเหมือนว่าฝุ่นละอองจะเกาะติดกันอย่างพร้อมเพรียงเมื่อมีขนาดเล็กมาก - ผ่านแวนเดอร์วาลส์และกองกำลังไฟฟ้าสถิต - สร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นมิลลิเมตรและแม้แต่มวลรวมที่มีขนาดเป็นเซนติเมตร แต่เมื่อพวกเขามาถึงขนาดนี้แรงยึดเหนี่ยวก็มีอิทธิพลน้อยลงและวัตถุนั้นยังเล็กเกินไปที่จะสร้างแรงดึงดูดที่มีความหมายในปริมาณที่มีความหมาย สิ่งที่พวกเขาทำมีปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้นในลักษณะของการชนกันของแสงซึ่งมักส่งผลให้ชิ้นส่วนถูกตัดออกจากวัตถุที่ตีกลับเพื่อให้พวกเขาเริ่มเล็กลงอีกครั้ง
นี่เป็นปัญหาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่รู้จักกันในชื่อมิเตอร์กั้น
แต่ยิ่งนักทฤษฎีกำลังคิดหาวิธีที่จะหลบสิ่งกีดขวาง ประการแรกอาจเป็นความผิดพลาดที่จะสมมติว่าคุณเริ่มต้นด้วยกลุ่มเมฆฝุ่นที่มีลักษณะเหมือนกัน
ความคิดในปัจจุบันคืออาจต้องใช้ซุปเปอร์โนวาใกล้เคียงหรือดาวฤกษ์ที่อพยพอย่างใกล้ชิดเพื่อก่อให้เกิดการวิวัฒนาการของเมฆฝุ่นในเรือนเพาะชำที่เป็นตัวเอก เป็นไปได้ที่ความปั่นป่วนในเมฆฝุ่นสร้างวังวนและวนที่โปรดปรานการรวมตัวของอนุภาคขนาดเล็กเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ ดังนั้นแทนที่จะไปจากเมฆฝุ่นสม่ำเสมอไปจนถึงชุดหินขนาดเล็กมาก - มีเพียงการก่อตัวของวัตถุที่มีโอกาสเกิดขึ้นที่นี่และที่นั่น
หรือเราสามารถสันนิษฐานได้ว่าความแน่นอนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เกี่ยวกับสิ่งใดก็ตามที่มีโอกาสเกิดขึ้นน้อยที่สุด - เกิดขึ้นในที่สุด กว่าหลายล้านปีที่ผ่านไปในกลุ่มเมฆฝุ่นขนาดใหญ่ที่อาจมีขนาดหลายร้อยหน่วยทางดาราศาสตร์การสื่อสารที่หลากหลายก็เป็นไปได้ - และแม้จะมีโอกาส 99.99% ที่ไม่มีวัตถุใดสามารถรวมกันเป็นขนาดที่ใหญ่กว่าหนึ่งเมตรได้ ยังคงมีแนวโน้มว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้น บางแห่ง ในพื้นที่อันกว้างใหญ่นั้น
ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดเมื่อคุณมีวัตถุเมล็ดเพียงไม่กี่ชิ้นก็มีสมมติฐานว่ากระบวนการสโนว์บอลจะเข้าควบคุม เมื่อวัตถุรวมได้รับมวลหนึ่งความเฉื่อยของมันจะหมายความว่ามันจะมีส่วนร่วมน้อยลงในการไหลเชี่ยว กล่าวอีกนัยหนึ่งวัตถุนั้นจะเริ่มเคลื่อนที่ผ่านแทนที่จะเป็นฝุ่นที่เชี่ยวกราก ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้มันจะทำตัวเหมือนก้อนหิมะกลิ้งลงมาจากเนินเขาที่ปกคลุมไปด้วยหิมะเก็บฝุ่นที่ปกคลุมขณะที่มันไถผ่านเมฆฝุ่น - เพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเมื่อมันผ่าน
ช่วงเวลาที่ใช้ในการสร้างดาวเคราะห์หิมะที่มีลักษณะคล้ายลูกบอลหิมะจากรัศมี (Rหิมะ) ยาว 100 เมตรสูงสุด 1,000 กิโลเมตรมีความยาว การสร้างแบบจำลองที่ใช้แนะนำช่วงเวลา (Tหิมะ) ระหว่าง 1 ถึง 10 ล้านปี
นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์รอบดาวคู่ การใช้พารามิเตอร์วงโคจรเทียบเท่ากับระบบเลขฐานสองของ Alpha Centauri A และ B กระบวนการคำนวณก้อนหิมะจะทำงานได้มากขึ้น อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นตหิมะ อาจไม่เกิน 1 ล้านปี
เมื่อดาวเคราะห์ขนาดเท่าร้อยกิโลเมตรก่อตัวขึ้นพวกมันจะยังคงปะทะกัน แต่ด้วยขนาดนี้วัตถุที่สร้างแรงดึงดูดของตัวเองและการชนกันมีแนวโน้มที่จะสร้างสรรค์มากขึ้นและในที่สุดก็ส่งผลให้ดาวเคราะห์มีเศษซากที่โคจรรอบของมันเองซึ่งจะก่อตัวเป็นวงแหวนและดวงจันทร์
มีหลักฐานว่าดาวบางดวงสามารถก่อตัวดาวเคราะห์ (อย่างน้อยดาวก๊าซยักษ์) ภายใน 1 ล้านปี - เช่นจีเอ็มออริกกา - ในขณะที่ระบบสุริยจักรวาลของเราอาจใช้เวลากว่า 100 ล้านปีจากการกำเนิดของดวงอาทิตย์จนถึงการสะสมหินในปัจจุบัน และดาวเคราะห์ที่แข็งตัวก็ถูกทำให้เต็มไปด้วยฝุ่น
ดังนั้นมีโอกาสมากกว่าลูกบอลหิมะในนรกที่ว่าทฤษฎีนี้อาจช่วยให้เข้าใจการก่อตัวของดาวเคราะห์ได้ดีขึ้น
อ่านเพิ่มเติม: Xie et al. จาก Dust To Planetesimal: The Snowball Phase หรือไม่
