• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
25 января, 13:12
Адель Романенкова
1
3 311

Доказана важная роль статического электричества в рождении планет

❋ 4.9

Физики использовали специальную исследовательскую ракету, чтобы понять, как частицы формирующихся планет удерживаются вместе, несмотря на частые столкновения. Оказалось, важнейшую роль в этом процессе играет трибоэлектричество.

Агломераты базальтовых сфер, образовавшиеся в ходе эксперимента в космосе (справа внизу — менее устойчивый к эрозии слабо электрически заряженный агломерат, справа вверху — устойчивый агломерат с сильным зарядом)
Агломераты базальтовых сфер, образовавшиеся в ходе эксперимента в космосе (справа внизу — менее устойчивый к эрозии слабо электрически заряженный агломерат, справа вверху — устойчивый агломерат с сильным зарядом) / © J. Teiser et al, 2025

В космосе наблюдают сотни рождающихся звезд, окруженных протопланетными дисками. Один из самых интересных примеров — PDS 70 в созвездии Центавра: там у молодой звезды уже появились две планеты, а в еще оставшемся кольце исходного материала прослеживаются сгустки, намекающие на предстоящее прибавление в этом космическом семействе.

Астрономы стремятся восстановить полную картину постепенного превращения газопылевого облака, окружающего звезду, в целую планетную систему и уже давно обнаружили, что этим процессом управляет не только гравитация. Притяжение начинает доминировать лишь после того, как первоначальные сгустки материи «дорастут» до достаточных размеров. А пока они совсем маленькие, при столкновениях друг с другом могут просто разлетаться в разные стороны и не собраться воедино никогда.

Более того, если даже образовался агломерат размером в несколько сантиметров, то постоянно бомбардирующая его совсем мелкая щебенка будет не только сама отскакивать, но еще и выбивать из скопления частицы. Планетологи называют это разновидностью эрозии.

Молодая звезда с протопланетным диском и двумя уже сформировавшимися планетами PDS 70 (диск звезды закрыт коронографом) / © ESO/A. Müller et al.

Недавно исследователи из Университета Дуйсбурга — Эссена (Германия) и Шведской космической корпорации решили экспериментально выяснить, как в протопланетном диске получается, что не происходит ни отскока частиц, ни эрозии. По их — и не только их — подозрениям, помогает статическое электричество.

Чтобы это проверить, ученые решили воспроизвести определенный эпизод в истории зарождения каждой планеты и понаблюдать за тем, как он разворачивается в космосе. Этот замысел воплотили в виде многочисленного набора базальтовых шариков диаметром полмиллиметра каждый. Их поместили в специальный контейнер на борту небольшой шведской суборбитальной исследовательской ракеты MASER-15. Такие ракеты совершают короткий полет, достигают высоты примерно 250-260 километров и предоставляют пять-семь минут микрогравитации для научных задач.

Как рассказали ученые в статье для издания Nature Astronomy, искусственные аналоги протопланетных частиц во время эксперимента были электрически заряжены, причем по-разному: одна часть — сильнее, другая — слабее. После попадания в условия микрогравитации шарики получили небольшую встряску и за несколько минут, как и ожидалось, «слиплись» в небольшие агломераты. Самый крупный был примерно трехсантиметровым.

Дальше нужно было воссоздать то, что с ними происходит в реальности в протопланетном диске — подвергнуть бомбардировке окружающими маленькими частицами. Для этого окружающую среду и вместе с ней их самих подвергли нагреву, и это сразу сделало ситуацию динамичной: по достижении определенной скорости частиц началась та самая космическая эрозия. Самый маленький агломерат за несколько секунд полностью распался, а более крупные заметно уменьшились.

Быстрое разрушение сымитированных протопланетных скоплений от ударов окружающих частиц / © J. Teiser et al, 2025

Но при этом обнаружилась серьезная разница между слабо и сильно заряженными скоплениями: первые легко лишались своих частиц при ударе извне, а вторые сохранялись в целости и сохранности, даже если скорость летящих на них маленьких «снарядов» в несколько раз превышала минимально необходимую для запуска разрушительной эрозии.

Таким образом ученые убедились, что планеты формируются во многом благодаря так называемому трибоэлектрическому эффекту — возникновению электрического заряда из-за трения: более тяжелые атомы в одном камне отнимают электроны у атомов другого, в результате в двух телах накапливаются противоположные заряды, а это притягивает их друг к другу.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Окончила факультет журналистики МГУ имени М.В. Ломоносова. Начинала в 2002 году как корреспондент и редактор новостного вещания на различных телеканалах, позже стала автором новостей науки и технологий в сетевых изданиях.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

17 июля, 18:11
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что реакция псов на объекты и звуки с ТВ-экранов варьируется в зависимости от характера и психологических особенностей питомцев. По мнению специалистов, знание этих деталей может пригодиться при разработке коррекционных программ для собак с проблемным поведением.

17 июля, 08:40
Игорь Байдов

Используя образцы, собранные миссией «Чанъэ-5», китайские ученые нашли способ извлекать воду из лунного грунта и перерабатывать выдыхаемый астронавтами углекислый газ. Это делается за счет небольшого устройства, работающего на солнечной энергии. Авторы нового исследования уверены: в будущем их прибор сможет обеспечить лунные поселения водой, кислородом и топливом.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
1 2
1 2
26.01.2025
-
0
+
Интересно, а интенсивность звёздного ветра имеет значение?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно