وفقًا للنظرية الأكثر قبولًا حول تكوين الكواكب (فرضية السديم) ، بدأ النظام الشمسي منذ ما يقرب من 4.6 مليار سنة من سحابة ضخمة من الغبار والغاز (يُعرف أيضًا باسم السديم). بعد أن تعرضت السحابة لانهيار الجاذبية في المركز ، مكونة الشمس ، سقط الغاز والغبار المتبقي في القرص الذي يدور حولها. تراكمت الكواكب تدريجياً من هذا القرص بمرور الوقت ، وخلقت النظام الذي نعرفه اليوم.
ومع ذلك ، حتى الآن ، تساءل العلماء كيف يمكن للغبار أن يجتمع في الجاذبية الصغرى ليشكل كل شيء من النجوم والكواكب إلى الكويكبات. ومع ذلك ، وجدت دراسة جديدة قام بها فريق من الباحثين الألمان (وشارك في تأليفها جامعة روتجرز) أن المادة في الجاذبية الصغرى تنتج تلقائيًا شحنات كهربائية قوية وتلتصق ببعضها البعض. يمكن لهذه النتائج أن تحل اللغز الطويل حول كيفية تشكل الكواكب.
ببساطة ، لم يعرف الفيزيائيون كيف يمكن للمادة السدمية أن تتراكم لتشكل أجسامًا كبيرة في الفضاء. في حين أن الالتصاق يمكن أن يتسبب في التصاق جزيئات الغبار ببعضها البعض وتجمع الجسيمات الكبيرة معًا عن طريق الجاذبية المتبادلة ، إلا أن المرحلة البينية ظلت بعيدة المنال. في الأساس ، تميل الأشياء التي يتراوح حجمها بين المليمترات والسنتيمترات إلى الارتداد عن بعضها البعض بدلاً من الالتصاق ببعضها البعض.
جزيئات الزجاج في الجاذبية الصغرى. الائتمان: غيرهارد وورم ، وتوبياس شتاينبيلز ، وجينز تيسر ، وفيليكس جونغمان
من أجل دراستهم التي ظهرت مؤخرًا في المجلةطبيعة سجية، أجرى الفريق تجربة حيث وُضعت جزيئات الزجاج في ظروف الجاذبية الصغرى لمعرفة كيف تتصرف. والمثير للدهشة أن الفريق وجد أن الجسيمات طورت شحنات كهربائية قوية. قوية جدًا ، في الواقع ، لدرجة أنهم استقطبوا بعضهم البعض وتصرفوا مثل المغناطيس.
تابع الفريق ذلك من خلال تشغيل عمليات محاكاة حاسوبية لمعرفة ما إذا كانت هذه العملية يمكن أن تسد الفجوة بين الجسيمات الدقيقة التي تتجمع معًا والأجسام الأكبر حجماً التي تتجمع بسبب الجاذبية المتبادلة. ما وجدوه هنا هو أن نماذج تشكيل الكواكب تتفق مع بيانات تجاربهم ، طالما أن الشحن الكهربائي موجود.
هذه النتائج تملأ بشكل فعال فجوة طويلة في النموذج الأكثر قبولًا على نطاق واسع لتشكيل الكواكب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لديهم العديد من التطبيقات الصناعية هنا على الأرض. سعيد تروي شينبروت ، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة روتجرز - نيو برونزويك ومؤلف مشارك في الدراسة:
ربما نكون قد تغلبنا على عقبة أساسية في فهم كيفية تشكل الكواكب. كما تم تحديد آليات لتوليد الركام في العمليات الصناعية والتي - نأمل - يمكن التحكم فيها في العمل في المستقبل. تعتمد كلتا النتيجتين على فهم جديد بأن الاستقطاب الكهربائي أساسي للتجميع '.
عرض فني لكوكب أولي يتشكل داخل قرص تراكم النجم الأولي الائتمان: ESO / L. كالسادا http://www.eso.org/public/images/eso1310a/
ترجع إمكانات التطبيقات الصناعية إلى حقيقة أن عمليات مماثلة تُستخدم على الأرض في إنتاج كل شيء من البلاستيك إلى المستحضرات الصيدلانية. يتكون هذا من ضغط الغاز المستخدم لدفع الجزيئات لأعلى ، وخلال هذه الفترة يمكن أن تتجمع بسبب الكهرباء الساكنة. يمكن أن يتسبب ذلك في حدوث أعطال بالمعدات ويؤدي إلى عيوب في المنتج النهائي.
لذلك يمكن أن تؤدي هذه الدراسة إلى إدخال طرق جديدة في المعالجة الصناعية من شأنها أن تكون أكثر فعالية من الضوابط الكهروستاتيكية التقليدية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي إلى تنقيح نظريات تكوين الكواكب من خلال توفير الرابط المفقود بين الجسيمات الدقيقة والتجمعات الكبيرة.
لغز آخر تم حله ، الإجابة على قطعة اللغز. خطوة واحدة أقرب للإجابة على السؤال الأساسي ، 'كيف بدأ كل هذا؟'
قراءة متعمقة: EurekAlert! و طبيعة سجية