כיצד נוצרו הכוכבים - סוף לתעלומה?

תהליך היווצרותם של כוכבי לכת הוא סיפור שתחילתו וסופו ידועים, אך מה קורה באמצע? מסתבר שמהות התהליכים היוותה חידה בעיני המדענים עד כה.

• עוד בידען - הגיע לסיומו פרוייקט משותף לטיפול בשפכים
  

סלעים חוברים ליצור כוכב לכת

תיאוריה מבוססת מודלים ממוחשבים הראתה כיצד סלעים המקיפים כוכב שזה עתה נוצר חוברים ליצור כוכבי לכת בלי ליפול לתוך הכוכב. "זו הייתה אבן הנגף של התיאוריות אודות יצירת כוכבי לכת במשך למעלה מ-30 שנה" אומר מרדכי-מארק מק לואו, אסטרופיזיקאי במוזיאון האמריקני להיסטורית הטבע בניו יורק. "הסיבה לכך היא שהסלעים הללו נטו ליפול לתוך הכוכב בהרף עין קוסמולוגי. היינו חייבים למצוא כמה מנגנונים המונעים מהם להמשך אל תוך הכוכב". הפתרון: סלעים רבים יכולים להתאגד ולטוס במבנה קוסמי שאחרת היה מתפרק.

החומר של הסלעים מקורו ב"דיסקת-ההאצה", אוסף של גז ואבק המקיף את הכוכבים שזה עתה נוצרו. במהלך הזמן, חלקיקי האבק מתלכדים ויוצרים גושים גדולים, אך בסופו של דבר הם חשים בהתנגדות ה"רוח" מערפל הגזים שבדיסקה. הם חשים ברוח נגדית. היא קטלנית ומושכת אותם לתוך הכוכב", מסביר מק לואו ל-space.com. "פיתחתנו מודלים של המערבולות בתוך הגז, ומודלים אלה הראו לנו כי הסלעים יכולים להתגבש ולהפוך לכוכבי לכת".

"המערבולות בדיסקה מרכזות את הסלעים הללו באזורים שבהם הלחץ גבוה יותר" אמר מק לואו, לא דבר שגורם להפרעה רצינית, אך מספיק לאפשר לסלעים להלחם ברוח הנגדית המסוכנת. "אם הגז מאיץ את מהירותו, הסלעים לא חשים ברוח הנגדית. באמצעות האפשרות לגז לנוע יחד איתם, הם חוסכים אנרגיה ונשארים במסלול.

כמו משאיות בכביש מהיר

מק לואו משווה את האפקט לשורה של משאיות היורדת בכביש המהיר. כל סלע הוא כמו משאית הדוחפת את הגז שלפניה, יוצרת כיס אוויר ידידותי מאחוריה, כך שמשאיות אחרות יכולות לנוע מבלי להשתמש בכל הגז. "סוף הסיפור הוא שיש מספיק סלעים המתאספים ביחד, וכוח המשיכה משתלט על הכוח של רוח האבק, ואז הם קורסים לתוך גופים דמויי כוכבי לכת" אמר. מק לואו ועמיתיו יפרסמו את ממצאיהם המפורטים בגיליון הקרוב של כתב העת Nature.

ואולם, על אף שהחוקרים הצליחו לפתור את בעיית משיכתם של הסלעים לתוך הכוכב האם, וכיצד ניתן למנוע אותה כדי שייווצרו כוכבי לכת, יש עדיין שאלות פתוחות. "ישנם אי ודאויות הגורמות לכך שהתהליך לא הולך להיפתר בקרוב." אמר מק לואו. "איננו יודעים כיצד הקריסה הזו לתוך כוכב לכת מתרחשת במציאות. בכל מערכת שמש בראשית דרכה יש מאות אם לא אלפי גופים כאלה, המרחפים כמו דבורים, והסיוט הוא שהם יתנגשו זה בזה ויפוררו סלע את רעהו, אך למרות הבעיה הזו, מק לואו סבור כי התיאוריה שלו תחזיק מעמד בחקירות עתידיות.

"הכל שאלה של חומר שמתאסף ביחד בזכות כוח המשיכה, כך שאנחנו בטוחים שבסופו של דבר ייווצרו גופים גדולים". אמר. לדבריו, בסימולציות הצליחו אנשי הצוות ליצור גופים שגודלם המרבי היה כגודלו של כוכב הלכת הננסי קרס. מק לואו וצוותו מתכננים לפתור את המסתורין הזה ולהבין כיצד התמזגו סלעים לתוך פלנטיסימאלים – או גושי הסלע הקדם פלנטריים, בעתיד.

אלן בוס, אסטרופיזיקאי במכון קרנגי בוושינגטון הבירה, אמר כי התיאוריה אטרקטיבית למרות המכשולים הללו. "בסך הכל החיושבים מציגים גישה מעודדת להבנת הדרך כיצד משהו נוצר שאנחנו יודעים בוודאות שחייב היה להיווצר, לפחות בכל הנוגע לכוכבי הלכת הארציים" אמר.

"כיצד נוצרים ענקי הגזים, זו שאלה אחרת", אמר בוס והוסיף כי אחד הרעיונות, המקובל על מק לואו הוא שהגז התמזג סביב כוכב לכת סלעי. בוס לעומת זאת, סבור שענקי הגזים נוצרו מתוך קשרים בענן הגז והאבק שממנו נוצרה מערכת השמש, בדומה לדרך שבה נוצרו כוכבים כדוגמת השמש עצמה.