יש סוג חדש של כוכב לכת בעיר, אם כי לא תמצא אותו במערכות סולאריות המיושנות כמו שלנו. זה יותר שלב של היווצרות שכוכבי לכת כמו כדור הארץ יכולים לעבור. וקיומו עוזר להסביר את הקשר בין כדור הארץ לירח שלנו.
הסוג החדש של כוכב הלכת הוא מסה ענקית, מסתובבת, בצורת סופגנייה של סלע חם ומאדה, הנוצר כחפצים בגודל כוכב לכת ומתנגשים זה בזה. צמד המדענים העומדים מאחורי המחקר המסביר את סוג הכוכב החדש הזה כינו אותו 'סינסטיה'. סיימון לוק, סטודנט לתואר שני באוניברסיטת הרווארד, ושרה סטיוארט, פרופסור במחלקה למדעי כדור הארץ והפלנטריה באוניברסיטת קליפורניה, דייוויס, נגיד שכדור הארץ היה פעם סינסטיה.
התיאוריה הנוכחית של היווצרות פלנטרית עוברת כך: כאשר כוכב נוצר, החומר שנשאר בתנועה מסביב לכוכב. חומר שנשאר זה נקרא דיסק פרוט-פלנטרי. החומר מתקרש לגופים גדולים יותר כאשר הקטנים יותר מתנגשים ומתחברים זה לזה.
ככל שהגופות גדלות וגדולות יותר, כוח ההתנגשויות שלהם הולך וגדל, וכששני גופים גדולים התנגשו, החומר הסלעי שלהם נמס. ואז, הגוף החדש שנוצר מתקרר, והופך להיות כדורי. מובן שכך נוצרו כדור הארץ ושאר כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש שלנו.
לוק וסטיוארט התבוננו בתהליך זה ושאלו מה יקרה אם הגופה שנוצרה תסתחרר במהירות.
כשגוף מסתובב, נכנס החוק לפעילות שימור המומנטום הזוויתי. החוק אומר כי גוף מסתחרר מסתובב עד שמומנט חיצוני מאט אותו. הדוגמה המשמשת לעתים קרובות להחלקה על איור עוזרת להסביר זאת.
אם אי פעם צפית במחליקים על דמויות, ומי שלא עשה זאת, הפעולות שלהם מאוד מאלפות. כאשר מחליק בודד מסתובב במהירות, היא מושכת את זרועותיה כדי להאט את קצב הסיבוב. כשהיא מקפלת את זרועותיה חזרה לגופה, היא מזרזת שוב. המומנטום הזוויתי שלה נשמר.
הסרטון הקצר הזה מציג מחליקים ופיזיקה בפעולה.
אם אתה לא אוהב החלקה על דמות, זה משתמש בכדור הארץ כדי להסביר את המומנטום הזוויתי.
עכשיו קח את הדוגמא מזוג מחליקי דמות. כששניהם מסתובבים, ושניהם מתחברים זה לזה על ידי אחיזת ידיים וזרועות זו של זו, המומנטום הזוויתי שלהם מתווסף יחד ונשמר.
החלף שני מחליקים עם שני כוכבי לכת, וזה מה שרצו שני המדענים שמאחורי המחקר. מה היה קורה אם שני גופים גדולים עם אנרגיה גבוהה ותנופה זוויתית גבוהה יתנגשו זה בזה?
אם לשני הגופים היו טמפרטורות גבוהות מספיק ותנופה זוויתית מספיק גבוהה, היה נוצר סוג חדש של מבנה פלנטרי: הסינסטיה. "בדקנו את הנתונים הסטטיסטיים של השפעות ענק וגילינו שהם יכולים ליצור מבנה חדש לחלוטין", אמר סטיוארט.
"בדקנו את הנתונים הסטטיסטיים של השפעות ענק וגילינו שהם יכולים ליצור מבנה חדש לחלוטין." - פרופסור שרה סטיוארט, המחלקה למדעי האדמה והפלנטרית באוניברסיטת קליפורניה, דייויס.
כפי שהוסבר בהודעה לעיתונות מטעם UC דייויס, על מנת שתיווצר סינסטיה, חלק מהחומר המאוד מההתנגשות חייב לעבור למסלול. כאשר כדור חזק, כל נקודה עליו מסתובבת באותו קצב, אם לא באותה מהירות. אולם כאשר חלק מהחומר מתאדה, נפחו מתרחב. אם הוא מתרחב מספיק, ואם הוא מתקדם במהירות, הוא עוזב מסלול ויוצר סינסטיה ענקית בצורת דיסק.
תיאוריות אחרות הציעו ששני גופים גדולים מספיק יוכלו ליצור מסה מותכת שמסתובבת לאחר התנגשות. אבל אם לשני הגופים הייתה אנרגיה וטמפרטורה מספיק גבוהה בכדי לאדות חלק מהסלע, הסינסטיה שהתקבלה הייתה תופסת חלל גדול בהרבה.
"הנושא העיקרי בחיפוש אחר סינסטיות סביב כוכבים אחרים הוא שהם לא נמשכים זמן רב. אלה אובייקטים חולפים ומתפתחים שנעשים במהלך היווצרות כדור הארץ. " - פרופסור שרה סטיוארט, UC דייויס.
ככל הנראה, הסינסטיות הללו לא יימשכו זמן רב. הם היו מתקררים במהירות ומתעבים חזרה לגופים סלעיים. עבור גוף בגודל כדור הארץ, הסינסטיה עשויה להימשך רק מאה שנה.
מבנה הסינסטיה שופך מעט אור על היווצרות ירחים. כדור הארץ והירח דומים מאוד מבחינת ההרכב, כך שסביר להניח שהם נוצרו כתוצאה מהתנגשות. יתכן שכדור הארץ והירח נוצרו מאותה סינסטיה.
סינסטיות אלה עוצבו לפי המודל, אך לא נצפו. עם זאת, לטלסקופ החלל ג'יימס ווב יהיה הכוח להציץ לדיסקים פרוט-פלנטריים ולצפות בכוכבי לכת שמתהווים. האם זה ישמור על סינסטיה?
"אלה אובייקטים חולפים ומתפתחים שנעשים במהלך היווצרות כדור הארץ." - פרופסור שרה סטיוארט, UC דייויס
בחילופי דוא"ל עם מגזין החלל אמר לנו ד"ר שרה סטיוארט מ- UC דייויס, אחת המדענים שמאחורי המחקר כי "הנושא העיקרי בחיפוש אחר סינסטיות סביב כוכבים אחרים הוא שהם לא נמשכים זמן רב. אלה אובייקטים חולפים ומתפתחים שנעשים במהלך היווצרות כדור הארץ. "
"כך שההימור הטוב ביותר למציאת סינסטיה סלעית הוא מערכות צעירות בהן הגוף קרוב לכוכב. עבור כוכבי לכת ענקיים הם עשויים ליצור סינסטיה לתקופת היווצרותם. אנו מתקרבים להיות מסוגלים לתאר דיסקים circumplanetary במערכות כוכבים אחרות. "
ברגע שיש לנו את היכולת להתבונן בכוכבי לכת שנוצרים בדיסקים העגומים שלהם, אנו עשויים לגלות כי סינסטיות נפוצות יותר מאשר נדירות. למעשה, כוכבי לכת עשויים לעבור את שלב הסינסטיה פעמים רבות. ד"ר סטיוארט אמר לנו כי "בהתבסס על הנתונים הסטטיסטיים שהוצגו בעיתון שלנו, אנו מצפים שרוב (יותר ממחצית) כוכבי לכת סלעיים הנוצרים באופן דומה לכדור הארץ הפכו להיות סינסטיות פעם אחת או יותר במהלך ההשפעה הענקית של ההקרבה. "
