Η νέα θεωρία του Frank Shu για τον σχηματισμό των βραχωδών πλανητών

Από σελίδα του NewScientist, Ιούνιος 2003

Ο Frank Shu, που σήμερα εργάζεται στο National Tsing Hua University στη Ταϊβάν και παλαιότερα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, έχει δώσει ένα καινούργιο μοντέλο για τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος. Η Γη, σύμφωνα με τον Shu, χρωστά την ύπαρξή της σε φοβερούς και ορμητικούς ανέμους, που έστελναν από τον Ήλιο προς τη Γη καυτά κόκκινα πετρώματα που έτρεχαν με ιλιγγιώδη ταχύτητα, δεκάδων χιλιάδων km/sec. Πρόκειται ασφαλώς για μια αμφιλεγόμενη θεωρία που έρχεται να ανατρέψει εκείνη που επικρατεί χωρίς διαμαρτυρίες ή άλλες απόψεις εδώ και πολλά χρόνια.

Η επικρατούσα όμως θεωρία μιλάει για μια ήρεμη δημιουργία της Γης, κατά την οποία οι πλανήτες και οι αστεροειδείς δημιουργούνταν από κοσμική σκόνη και αέρια που σιγά σιγά και χωρίς έντονα φαινόμενα συνενώνονταν σε έναν δίσκο από ύλη που γύριζε σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

Οι αποδείξεις της θεωρίας του Shu βρίσκονται σε πετρώματα, μέρη ενός μετεωρίτη που το 1857 έπεσε από τον ουρανό με τρομερό θόρυβο προκαλώντας τρόμο και πανικό στους κατοίκους ενός χωριού της Ινδίας όπου έπεσε. Το πέτρωμα αυτό είναι αρκετά μεγάλο αφού ζυγίζει 70 κιλά και έχει πάνω του κομμάτια από πυριτικό άλας. Τα πετρώματα αυτά βρίσκονται στο υπόγειο του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου και είναι ηλικίας 4.6 δισ. ετών.

Οι αναλύσεις που έγιναν σε αυτά τα αρχαιότερα κομμάτια των μετεωριτών, που έχουμε στα χέρια μας,  έπεισαν τον Shu ότι το ηλιακό μας σύστημα στη νεαρή του ηλικία και στη φάση της ανάπτυξης και της εξέλιξης του ήταν πολύ πιο βίαιο από όσο μπορεί να φαντάζεται κάποιος.

Πιο συγκεκριμένα, ενώ ο Shu προσπαθούσε, πριν από περίπου 20 χρόνια, να βρει απαντήσεις στο πώς κάποια άστρα που βρίσκονται στο εμβρυϊκό στάδιο της δημιουργίας τους εκπέμπουν ενεργητικές ακτίνες υδρογόνου από τους πόλους τους,  έφερε τότε σε αμηχανία τους επιστήμονες αφού η εν λόγω λειτουργία δεν ταίριαζε στην κρατούσα θεωρία.

Τα άστρα γεννιούνται όταν ένα γιγαντιαίο νέφος κοσμικής σκόνης και αερίων καταρρέει για να δημιουργηθεί αστέρι που γυρίζει γρήγορα γύρω από τον άξονα του και περιβάλλεται από έναν δίσκο που περιέχει ύλη και στροβιλίζεται. Για να κατανοήσει το πώς αυτοί οι "χείμαρροι" υδρογόνου δημιουργούν τα νεαρά άστρα ο Shu - ο οποίος εργαζόταν τότε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας- υπολόγισε με ποιο τρόπο η ύλη στον δίσκο αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο του νεαρού άστρου.

Σύμφωνα με το μοντέλο που ανέπτυξε ο Shu, το περιστρεφόμενο αστέρι θερμαίνει τη σκόνη και τα αέρια στο εσωτερικό του δίσκου και μάλιστα σε τέτοιον βαθμό που τα ηλεκτρόνια αποσπώνται βιαίως από τα άτομα αφήνοντας πίσω τους φορτισμένα ιόντα. Κάτω από την επίδραση του μαγνητικού πεδίου και της βαρύτητας του αστεριού η ιονισμένη ύλη πέφτει στο αστέρι.

Ο Shu υπολόγισε επίσης ότι η σκόνη και τα αέρια έχουν τεράστια στροφορμή και μάλιστα πολύ μεγαλύτερη από εκείνη του άστρου. Σύμφωνα όμως με έναν από τους βασικούς νόμους της φυσικής, η συνολική στροφορμή ενός κλειστού συστήματος πρέπει να παραμένει η ίδια. Γι' αυτό, καθώς η ιονισμένη ύλη απορροφάται εσωτερικά, κάποια ποσότητα της διασκορπίζεται προς τα έξω με μεγάλη ταχύτητα.

Η έρευνα του Shu έδειξε επίσης και κάτι άλλο: ότι οι πανίσχυρες δέσμες των φορτισμένων σωματιδίων διαθέτουν δικό τους μαγνητικό πεδίο, αρκετά ισχυρό για να μεταβάλουν το πεδίο του άστρου γύρω από τον δίσκο με την ύλη. Αντί να διασπείρεται μέσα στον δίσκο το μαγνητικό πεδίο παίρνει ένα σχήμα στις εσωτερικές του άκρες το οποίο μοιάζει με Χ. Επρόκειτο για μια σημαντική ανακάλυψη. Καθώς τα αέρια και η σκόνη έλκονται από τη βαρύτητα από τις απομακρυσμένες και ψυχρές περιοχές του δίσκου προς το εσωτερικό, το ισχυρό μαγνητικό πεδίο τα έστελνε τελικά μακριά. Ο Shu βάφτισε το μαγνητικό πεδίο "άνεμος Χ".

Ο ίδιος και οι συνεργάτες του συνέχισαν να εργάζονται πάνω σε αυτό το μοντέλο και διαπίστωσαν κάποια στιγμή ότι είχαν φθάσει σε ένα σημείο που μπορούσαν να εξηγήσουν πλέον την εκπομπή των δεσμών υδρογόνου από τους πόλους των εμβρυϊκών άστρων. Εκπομπές που μπορούσαν να διακρίνουν οι αστρονόμοι με τηλεσκόπια. Καθώς περνούσε ο καιρός ο Shu ανακάλυψε ότι ο άνεμος Χ διέθετε και άλλες ιδιότητες.

Η μεγάλη στιγμή ήρθε στα μέσα της δεκαετίας του 1990, όταν ο Shu βρισκόταν σε ένα συνέδριο για τη δημιουργία των άστρων στη Μασαχουσέτη. Εκεί άκουσε τον Al Cameron του Πανεπιστημίου της Αριζόνας να αναφέρεται σε μετεωρίτες που είχαν πέσει στη Γη ταξιδεύοντας από την περίφημη ζώνη αστεροειδών που βρίσκεται στο ηλιακό μας σύστημα. Ο Shu σκέφτηκε ότι η ύπαρξη σε αυτούς τους μετεωρίτες κομματιών πυριτικού άλατος μπορούσε να εξηγηθεί μόνο με την παρουσία κάποιου είδους ανέμου. Πλούσια σε μαγνήσιο και σίδηρο, τα κομμάτια πυριτικού άλατος εθεωρείτο ότι συνενώνονταν μεταξύ τους δημιουργώντας μεγάλα πετρώματα, τα οποία στη συνέχεια συγχωνεύονταν με άλλα τέτοια μεγάλα πετρώματα δημιουργώντας τελικά τους βραχώδεις πλανήτες (σαν τη Γη) γύρω από το αστέρι.

Βεβαίως το μεγάλο πρόβλημα είναι ότι ακόμη δεν έχει ανακαλυφθεί το πώς δημιουργούνται αυτά τα κομμάτια πυριτικού άλατος. Ίσως ξεκινούν ως αδέσποτες μπάλες σκόνης στο νέφος ύλης που περιβάλλει το αστέρι.

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Σπάνιοι μετεωρίτες αναζωπυρώνουν τη διαμάχη πάνω στη γέννηση του ηλιακού συστήματος
Home