اخترفیزیک‌دان‌ها دانه‌ای را در توده‌ای از گردوغبار انداختند تا به درک بهتری از چگونگی تشکیل سیارات از ذرات ریز برسند.

کار مشترک هیوگی کاتسوراگی و یورگن بلوم

ابری از گردوغبار در پهنه فضا می‌چرخد و به‌این‌ترتیب یک سیاره متولد می‌شود. اطلاعات ما درباره این فرایند هنوز خیلی کم است، اما اخترفیزیک‌دان‌ها می‌توانند آزمایش‌هایی ترتیب دهند تا سرنخ‌هایی دراین‌باره جمع کنند. هیروگی کاتسوراگی (Hiroaki Katsuragi) از دانشگاه ناگویا در ژاپن و یورگن بلوم از دانشگاه برانشوایگ در آلمان، بااستفاده‌از یک drop tower با بلندی ۱.۵ متر در آزمایشگاه خود روی زمین، دانه‌ای را در توده‌ای از ذرات تحت شرایط خلأ، مشابه آنچه در فضا رخ می‌دهد، انداختند.

با عکاسی با سرعت ۳۰۰۰ فریم در ثانیه از برخوردهای چندگانه، دریافتند که می‌توانند قوانین حاکم بر همه برخوردها را، صرف‌نظر از دانه‌ها و ذرات مورد استفاده، استخراج کنند. با اینکه توده اولیه در این آزمایش ساده، خرد شد درک این فرایند می‌تواند در توضیح چگونگی توده‌شدن و تشکیل سیاره‌ها به ما کمک کند.

کاتسوراگی و بلوم در آزمایش خود یک دانه با اندازه یک میلی‌متر را از بالای برج به داخل آن انداختند، سپس توده‌ای بااندازه یک فنجان از ذرات غبار با اندازه میلی‌متری را چند سانتی‌متر زیر این دانه باسرعت رها کردند. دانه به توده برخورد کرد و آن را خرد کرد. دوربینی آویزان در امتداد برج از بیرون، برخورد را ثبت کرد.

این دو، آزمایش را با دانه‌هایی با اندازه‌ها و ترکیب‌های مختلفی از پلاستیک، شیشه و سرب و توده‌هایی از ذرات غبار یا شیشه تکرار کردند. آنها با تجزیه‌وتحلیل تصاویر دریافتند که صرف‌نظر از دانه یا ذرات استفاده‌شده، برخورد باعث می‌شود حدود ۵درصد انرژی جنبشی دانه به توده منتقل شود. دانه حدود ۱۵درصد انرژی پیش‌از برخورد خود را حفظ می‌کند. بقیه پراکندگی انرژی دانه باعث تغییر شکل توده یا به گرما تبدیل می‌شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که برخوردهای ماده توده‌ای با دانه از قوانین جهانی پیروی می‌کند، یک احتمال که کاتسوراگی و بلوم می‌گویند پیش از تایید آن باید تحقیقات بیشتری انجام دهند.

نویسنده: سوفیا چن (نویسنده علمی آزاد در توسان،‌آریزونا، آمریکا)

منبع: Synopsis: Throwing Dust at Planet Formation