רוצה לבנות חפצים שמימיים? זאת אומרת שזה נשמע קל - אתה פשוט מתחיל עם ענן גדול של אבק ונותן לו דחיפה כך שהוא יתחיל להסתובב ולהצטבר ואתה בסופו של דבר עם כוכב עם כמה קלפי אבק שנשארים במסלול שממשיכים להבליט להיווצר כוכבי לכת.
הבעיה היא שתהליך זה לא נראה אפשרי פיזית - או לפחות ניתן לשכפל דבר דומה במודלים תיאורטיים סטנדרטיים ובדמיות מעבדה. יש בעיה עם שלבי ההערכה הראשוניים בקנה מידה קטן.
נראה כי חלקיקי האבק נדבקים זה בזה בקלות כשהם קטנים מאוד - דרך ואן דר וואלס וכוחות אלקטרוסטטיים - מתגברים בהתמדה ליצירת אגרגטים בגודל מילימטר ואפילו סנטימטר. אבל ברגע שהם מגיעים לגודל זה, הכוחות הדביקים הללו הופכים פחות משפיעים - והחפצים עדיין קטנים מכדי לייצר כמות משמעותית של משיכה כבידתית. האינטראקציה שיש להם היא יותר באופיים של התנגשויות מקפצות - אשר לרוב גורמות לחתיכות של חתיכות מהאובייקטים המקפצים, כך שהן יתחילו להיות קטנות יותר.
זוהי בעיית אסטרופיזיקה המכונה מחסום מטר.
אולם יותר ויותר, תיאורטיקנים מגלים דרכים לעקוף את מחסום המטר. ראשית, זו עשויה להיות טעות להניח שאתה מתחיל עם ענן אבק אחיד, בו ההתרחשות הספונטנית מתרחשת בכל מקום בענן.
החשיבה הנוכחית היא שזה עשוי לקחת סופרנובה סמוכה או כוכב נודד מקרוב כדי לעורר התפתחות של ענן אבק למשתלה מהממים. יתכן כי סערת נפש בענן אבק יוצרת מערבולות ובלחות העדיפות את ההצטברות המקומית של חלקיקים קטנים לחלקיקים גדולים יותר. אז במקום לעבור מענן אבק אחיד לאוסף אחיד של סלעים קטנים מאוד - יש רק היווצרות מקרית של חפצים מצטברים פה ושם.
או שאנחנו יכולים פשוט להניח בלתי נמנעות סטוכסטית מסוימת לגבי כל דבר שיש לו סיכוי קלוש ביותר לקרות - בסופו של דבר להתרחש. במשך כמה מיליוני שנים, בתוך ענן אבק עצום שעשוי להיות בקוטר של כמה מאות יחידות אסטרונומיות, אפשרי מגוון עצום של אינטראקציות - ואפילו עם סיכוי של 99.99% ששום אובייקט לא יוכל להצטבר לגודל שגודל מטר. עדיין סביר להניח שזה יקרה אי שם באזור העצום ההוא.
כך או כך, ברגע שיש לכם כמה חפצי זרעים, ההשערה היא שתהליך כדור השלג משתלט. ברגע שאובייקט מצטבר משיג מסה מסוימת, האינרציה שלו תגרום לו להיות פחות מעורב בזרימה סוערת. במילים אחרות, האובייקט יתחיל לעבור דרך האבק הסוער ולא לעבור איתו. בנסיבות אלה הוא יתנהג כמו כדור שלג המתגלגל במורד גבעה מכוסה שלג, אוסף מעטפת אבק כשהוא חורש דרך ענן האבק - מגדיל את קוטרו ככל שהוא הולך.
טווח הזמן הנדרש לבניית פלנטימסים כאלה עם כדור שלג מרדיוס (Rשלג) של 100 מטר עד 1000 ק"מ הוא ארוך. הדוגמנות המשמשת מציעה טווח זמן (Tשלג) נדרש בין 1 ל -10 מיליון שנים.
אפשר גם לדגמן היווצרות כוכבי לכת סביב כוכבים בינאריים. באמצעות פרמטרים מסלולית המקבילים למערכת הבינארית Alpha Centauri A ו- B, מחושב תהליך כדור השלג כך שיעבוד יותר ביעילות כך ש- Tשלג זה כנראה לא יותר ממיליון שנים.
לאחר שנוצרו מאות פלנטזלים בגודל של קילומטר, הם עדיין היו נוגעים בהתנגשויות. אך בגודל זה, החפצים מייצרים כוח משיכה עצמי משמעותי וההתנגשויות צפויים להיות קונסטרוקטיביים יותר - ובסופו של דבר הם יובילו לכוכבי לכת עם פסולת מסלולית משלהם, המהווה אז טבעות וירחים.
יש הוכחות לכך שכוכבים מסוימים יכולים ליצור כוכבי לכת (לפחות ענקי גז) תוך מיליון שנה - כמו GM Aurigae - בעוד שמערכת השמש שלנו אולי ארכה יותר נינוחה של 100 מיליון שנה מיום הולדת השמש ועד לאוסף הנוכחי של סלעי, גזי וכוכבי לכת קפואים המופשלים לחלוטין מהאבק.
אז יש יותר מאשר סיכוי של כדור שלג לעזאזל כי התיאוריה הזו עשויה לתרום להבנה טובה יותר של התפתחות כדור הארץ.
לקריאה נוספת: שי ואח '. מאבק ועד פלנטסימלי: שלב כדור השלג?
