宇宙のほこりボウズ：宇宙の謎

要約

この記事では、星と星の間の空っぽの領域に見つかるガスとほこりの雲である宇宙のほこりボウズの謎を探求します。これらの雲は、最終的に崩壊して星を形成し、ガスとほこりの原始惑星円盤を残します。ほこりは、微小な金属片、岩の破片、そしてVan der Waals力を介してくっついた氷の粒子で構成されています。宇宙のほこりボウズの最初の謎は、常に彼らを分解すべき風のある円盤の風景の中で、ダストクラスターがどのように成長し続けるのかということです。ある理論は、高エネルギー粒子が一部のほこりのかたまりからより多くの電子をはぎ取り、それらを陽性にすることができ、クラスターが急速に成長すると提唱しています。しかし、これらのふわふわのほこりボウズがどのように加熱、溶融、そして固形のペレットであるコンドルールになり、そしてこれらのペレットがくっついて大きな岩を形成し、最終的に惑星になるのかはまだ理解されていません。

環境：ほこりとガスの雲

46億年前、あなたが座っている場所は、新生星を周回する巨大なほこりとガスの雲の中心にありました。これは物理学の最大かつ最小の謎のいくつかの舞台となるものです。星と星の間の空っぽの領域には、通常、超新星によってそこに吹き飛ばされたガスとほこりの雲が含まれています。密度の高い雲がJeanの質量と呼ばれるある閾値に達すると、それは自己崩壊します。縮小する雲はますます速く回転し、熱を発し、最終的にはコアで水素を燃やすほどに熱くなります。この時点で、星が生まれます。

新しい星で核融合が始まると、ガスの噴出が送り出され、雲の上部と下部が吹き飛ばされ、原始惑星円盤と呼ばれる周回するガスとほこりのリングが残されます。この円盤は、気体の渦が粒子を運び、互いに衝突させる驚くべき風の吹く場所です。ほこりは、微小な金属片、岩の破片、そしてさらに遠くには氷の粒子で構成されています。私たちは、これらの円盤がどんどん大きくなるように、様々な発展段階で空に数千を観測しています。

謎1：ダストクラスターはどのように成長し続けるのか？

人間の髪の幅の100倍も小さいダスト粒子は、Van der Waals力を介して互いにくっつきます。それは、分子の一方の端に電子の雲が移動し、一方の端に負の電荷、もう一方の端に正の電荷が生じることで起こります。反対は引きつけ合いますが、Van der Waals力は小さなものしかつなぎ合わせることができません。ダストクラスターが一定のサイズに成長すると、円盤の風景の風は常に彼らを分解するはずです。彼らがどのように成長し続けるのかという問題は、ほこりボウズの最初の謎です。

この問題に答えるために、一つの理論は静電気的な充電を見ています。エネルギッシュなガンマ線、X線、および紫外線光子は、円盤内のガス原子から電子をはがし、陽性イオンと陰性電子を作り出します。電子はダストに衝突し、それを陰性にします。これで、風がクラスターを