نقش الکتریسیته در ساخته شدن سیاره‌ها

*آیا الکتریسیته نقشی مهم‌تر از آنچه می‌پنداشتیم در ساخته شدن سیاره‌ها دارد؟ 

ما هنوز به درستی نمی‌دانیم ذرات ریز چگونه به هم می‌پیوندند تا نوزاد سیاره‌ها را بسازند، ولی آزمایشِ انداختنِ مهره‌های شیشه‌ای از بالای یک برج بلند نشان داد که این کار ممکن است با کمک الکتریسیته‌ی ساکن انجام شود.

این ابر گاز و غبار پر از حباب‌هایی‌ست که در اثر بادها و پرتوهای ستارگان بزرگ و جوان باد شده‌اند. در هر حباب صدها تا هزاران ستاره است که از ابرهای چگال و انبوه گاز و غبار پدید آمده‌اند. تصویر بزرگ‌تر

نخستین تخم‌های (بذرهای) سیاره‌ها از دانه‌های غباری در اندازه‌ی میکرومتری درست می‌شود که همزمان با چرخش به گرد یک ستاره به هم می‌خورند و با چسبیدن به یکدیگر توده‌های سُستی می‌سازند. همچنان که دانه‌های ریزِ بیشتر و بیشتری به هم می‌چسبند، این توده‌ها هم آغاز به فشرده شدن می‌کنند تا جایی که دیگر سست نباشند و به جای این که با برخورد به هم، به یکدیگر بچسبند، مانند توپ‌های بیلیارد به هم تنه زده و از روی هم بجهند. این هنگامی رخ می‌دهد که توده‌ها به اندازه‌های میلیمتری رسیده‌اند و به نام "سد جهش" (bouncing barrier) شناخته می‌شود.

این دانه‌های غبار میلیمتری برای این که بتوانند یک سیاره بسازند باید بر سد جهش چیره شده و بزرگ‌تر شوند. در گذشته نشان داده شده بود که این کار ممکن است با الکتریسیته‌ی ساکن عملی شود: همچنان که دانه‌های غبار به یکدیگر برخورد و مالش پیدا می‌کنند، بار الکریکی می‌گیرند و این می‌تواند آنها را ترغیب کند تا به هم بچسبند.

توبیاس اشتاین‌پیلتز از دانشگاه دویسبورگ-اسن آلمان به همراه همکارانش این موضوع را به کمک برج سقوط دانشگاه برمن بررسی کردند. برج سقوط برمن یک برج توخالی به بلندی حدود ۱۲۰ متر است که مانند یک اتاقک خلا کار می‌کند. اجسام سقوط‌کننده در این برج رفتاری مانند این که در شرایط ریزگرانشِ فضا باشند پیدا می کنند.

آنها از پرتابگر درون برج بهره گرفتند تا یک محفظه را که درونش مهره‌های شیشه‌ایِ ۰.۴ میلیمتری بود به بالای برج پرتاب کنند، سپس به آن اجازه دادند تا رو به پایین بیفتد و همزمان با یک دوربین پرسرعت که درون محفظه بود به آن نگاه کردند. آنها پی بردند که مهره‌ها در اثر الکتریسیته‌ی ساکن بار الکتریکی گرفتند و با چسبیدن به هم توده‌هایی به پهنای چند سانتیمتر پدید آوردند.

اشتاین‌پیلتز می‌گوید: «هنگامی که دانه‌ها را باردار می‌کنید و آنها توده‌هایی چند سانتمیتری مانند چیزی که ما در آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌هایمان دیدیم می‌سازند، دیگر می‌توانیم شکافی که در اثر "سد جهش" در اندازه‌ی دانه‌ها پدید آمده را پر کنیم.» پس از این، ذرات آزادانه با هم توده می‌سازند و اینجا دیگر گرانش هم به کمکشان می‌آید و تا جایی توده می‌شوند که سیاره‌ای ساخته شود.

گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی نیچر فیزیکز منتشر شده.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

static electricity - planet - star - billiard - bouncing barrier - Tobias Steinpilz - University of Duisburg-Essen - Germany - Bremen - drop tower - vacuum chamber - microgravity - electrical charge - Nature Physics

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان