Hur turbulens spelar en roll i bildandet av asteroider. Kredit:MPIA/MPIA, Judith Neidel
Planetsystem bildas av kvarvarande gas och stoft från en urstjärna. Materialet kollapsar till en protoplanetarisk skiva runt den unga stjärnan, och de klumpar som bildas i skivan blir så småningom planeter, asteroider, eller andra organ. Även om vi förstår den stora bilden av planetbildning, vi har ännu inte helt förstått detaljerna. Det beror på att detaljerna är komplicerade.
Ta, till exempel, mysteriet med asteroider och kollisioner. Man skulle kunna tro att planeter och asteroider bildades gradvis:små klumpar som kolliderar med andra för att skapa större klumpar. När ett föremål blir större, det skulle vara mer sannolikt att locka andra kroppar, och därmed vara mer benägna att råka ut för kollisioner. Men som en färsk studie visar, det är inte alltid fallet med asteroider.
Många asteroider kan grupperas i familjer, grupper som är lika i sin kemiska sammansättning. Man tror att de mindre medlemmarna i en familj troligen bildades när moderasteroiden kolliderade med en annan stor asteroid. På grund av detta, du kan göra ett släktträd av asteroider, skapas av kollisioner i det tidiga solsystemet. Men när teamet kartlade släktträdet 2017, de hittade 17 asteroider utan familj. Det verkar som om dessa asteroider aldrig hade upplevt en stor kollision. Det är intressant, eftersom det betyder att de fortfarande är i det ursprungliga tillståndet i vilket de bildades.
Vad som är mer intressant är att dessa primordiala asteroider tenderar att ha en liknande storlek. Sweet spot verkar vara cirka 100 kilometer i diameter. Ursprungliga asteroider är mycket mer benägna att ha denna storlek snarare än mindre eller större. Om asteroider växte gradvis i det tidiga solsystemet, du förväntar dig att hitta en mängd olika storlekar. Så varför är de nästan alla i samma storlek?
Svaret verkar vara turbulens. Turbulens beskriver den kaotiska rörelsen av luft som kan göra en flygresa svår, men turbulens ses också i virveln av rök från ett ljus, eller vattnets krusningar som rinner över stenar. I det tidiga solsystemet, dessa turbulenta virvlar tenderar att fånga damm och spillror i ett litet område, ger materialet tid att kollapsa av gravitationsattraktion. Teamets forskning visar att turbulent formation, snarare än enkla kollisioner, kan förklara den konsekventa storleken på primordiala asteroider. Således, tidiga asteroider bildades snabbt, sätter scenen för bildandet av större planetkroppar.
Om denna modell är korrekt, det kan förklara varför vissa asteroider är mer som grusklumpar än en fast kropp. Det kan också förklara varför tidiga kollisioner mellan asteroider var så vanliga.