Le dimensioni (delle polveri) contano

LA FORMAZIONE DEI PIANETI DIPENDE DALLA CAPACITà di aggregazione dei grani cosmici

Particelle di polvere su scala micrometrica provenienti da dischi protoplanetari, o siti intorno a stelle con particelle e idrogeno si aggregano per formare planetesimi. Crediti: JAMSTEC, Università di Tohoku

Uno studio recente ha dimostrato che esiste una relazione fra le dimensioni degli aggregati di polvere di microparticelle e la capacità di formare strutture giganti. In particolare, si pensa che tali particelle di polvere abbiano meno probabilità di aderire insieme dopo una collisione quando gli aggregati sono più grandi.

Gli studi mostrano come le microparticelle di polvere cosmica, una volta che si scontrano fra loro, si attacchino per formare aggregati di polvere più grandi che possono eventualmente combinarsi per formare pianeti.

Inoltre, le simulazioni numeriche suggeriscono che la probabilità di adesione degli aggregati di particelle può anche essere influenzata dalla dimensione delle singole particelle che compongono l’aggregato e non solo dal raggio dell’intero aggregato.

Analizzando le simulazioni numeriche di collisioni di aggregati di polvere, con aggregati di massa che variano tra uno a 14 cm di dimensioni e utilizzando metodi a elementi discreti a sfera morbida, tenendo conto di ogni particella all’interno dell’aggregato e assumendo che possano avvenire deformazioni durante la collisione, hanno trovato che l’aumento del raggio degli aggregati di polvere di microparticelle diminuiva la probabilità di aderenza. In parola povere, la probabilità che due aggregati si attaccassero e formassero un aggregato più grande dopo la collisione era inversamente proporzionale al raggio.

Il processo di formazione di corpi di dimensioni giganti come i planetesimi, a partire dalla polvere cosmica, è sempre stato uno dei maggiori problemi nella teoria della formazione dei pianeti. Ora si sa che i grumi di polvere smettono di crescere quando arrivano ad una certa dimensione, poiché i grandi grumi sono difficili da far aderire fra loro.

Inoltre, il rimbalzo collisionale tra grandi aggregati di microparticelle diminuirebbe la capacità di formazione dei planetesimi, i mattoni dei pianeti, i quali, formano pianeti per fusione collisionale attraverso la gravità reciproca.

Ancora non è chiaro perché la dimensione degli aggregati influenzi la probabilità di adesione durante una collisione ma ulteriori analisi di come gli aggregati si compattino nel tempo dovrebbero aiutare gli scienziati a capire come possa avvenire il salto utile per la formazione dei planetesimi.

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