Вопрос о том, каким образом объединяются пылинки в протопланетных облаках, дабы сформировать будущие планеты, мучил астрономов на протяжении многих десятилетий (если не столетий). Конечно, первое возможное объяснение, которое приходит на ум - это работа гравитационных сил, объединяющих протопланетный материал в единое целое. Однако в этом ответе таится один существенный изъян: дело в том, что для звездных ветров, испускаемых новообразовавшимися звездами, не составляет никакого труда в течение весьма непродолжительного времени разметать всю эту постепенно слипающуюся под действием силы тяжести пыль. Требуется воздействие еще каких-то пока не совсем ясных факторов, чтобы весь этот материал "склеивался" в относительно крупные фрагменты достаточно быстро - в течение нескольких миллионов лет после рождения самой звезды - владелицы будущих планет, а иначе звездный ветер не оставит и камня на камне от окружающего газопылевого облака.

Группа ученых под руководством Джеймса Ковина (James Cowin) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory - PNNL) при Министерстве энергетики США в текущем выпуске Astrophysical Journal предлагает свой вариант решения этой проблемы. В соответствие с новой теорией частицы пыли толщиной в микрон покрывались коркой из молекул липкого льда, что позволяет уподобить весь процесс образования протопланет валянию грязных снежков. Все это происходило достаточно быстро для того, чтобы успешно противостоять рассеивающей силе солнечных ветров.

Нужно отметить, что большая часть вещества протопланетного облака либо состоит из водного льда, либо покрыта им. Лед в этом случае конденсируется при температурах, близких к абсолютному нулю - при 5-100 градусах Кельвина - и как правило не образует кристаллическую решетку. Доказательством тому может служить состав комет, планет и лун внешней части Солнечной системы (начиная с орбиты Юпитера мы имеем дело с царством льда). "Этот лед коренным образом отличается от того, что мы можем увидеть зимой на Земле, - говорит Ковин. - Например, мы обнаружили, что при экстремально низких температурах конденсирующийся из пара лед спонтанно становится электрически поляризованным. В этом случае электростатические силы могут скреплять зерна льда в единое целое подобно небольшим стержневым магнитам". Кроме того, подобный лед получается очень "пушистым" и неэластичным, отдельные крупинки ведут себя подобно неупругим бильярдным шарам, не передающим удары, легко слипающимся вместе, что позволяет частицам, испытывающим множество столкновений в протооблаке, быстро расти в большие глыбы.

Чтобы проверить эту теорию, специалисты PNNL выращивали ледяные крупинки из пара в камере, внутри которой воспроизводились исконные условия в протопланетном облаке - низкие температуры и вакуум. При этом изучался процесс столкновения 1/16-дюймовых керамических шаров с помощью методов скоростной съемки (см. фото). Из-за "пушистого" льда при 40 кельвинах после сбрасывания шары подскакивали лишь на 8 процентов от первоначальной высоты, тогда как в случае обычного твердого льда, который формируется естественным образом на Земле, наблюдался подскок на 80 процентов от первоначальной высоты.

Теперь исследователи решили заняться судьбой более горячих внутренних планет, подобных Земле, формировавшихся в основном не изо льда, а из силикатной крошки, пишет grani.ru