27/06/15

Se volete crescere, sfruttate le brevi libere uscite *

Come si costruisce un pianeta? Facile, attraverso l’unione di particelle di polvere microscopiche che, aumentando la massa, riescono a catturare con la loro gravità altri granelli fino a diventare enormi roccioni in un processo di tipo irreversibile (runaway). In linea di massima, il processo è confermato e può essere dato come concetto fondamentale.

Vi è, però, un momento piuttosto critico in questo meccanismo accrescitivo ed esso si riferisce agli agglomerati dell’ordine di qualche metro (tra 1 e 10). Quando sono più piccoli la polvere è talmente tanta che si riesce a costruire qualcosa di sempre più grande, ma quando si arriva a questo livello di dimensioni nasce una battaglia tra la gravità dei grani che tendono a unirsi e il gas che permea la zona di formazione. Quest’ultimo fa da freno e tende a far decadere i grani verso la stella con traiettorie spiraleggianti. Qualcosa che conosciamo bene nei dischi di accrescimento.

E’ un momento che sembrerebbe dare la vittoria al gas e bloccare ogni fase costruttiva. Tuttavia, per stelle simili al Sole (ma facilmente anche per altri tipi) questa fase rischiosissima per i futuri pianeti coincide con un momento di estrema instabilità stellare, con improvvise esplosioni e aumento della luminosità. Momenti di nervosismo che causano una grande instabilità gravitazionale anche nel disco di gas e polvere, producendo delle vere e proprie spirali come nelle galassie. Queste spirali tendono a portare la polvere verso l’esterno, permettendo alla gravità dei planetesimi in fase di costruzione di proseguire nel loro lavoro e diventare sufficientemente grandi da non risentire più dell’effetto di frenamento causato dal gas, quando, finalmente, la stella riprenderà la sua tranquillità da signora “matura”.

Il modello, con le sue belle spirali “salva pianeti”, dopo 200 anni di simulazione. Fonte:Alan Boss
Il modello, con le sue belle spirali “salva pianeti”, dopo 200 anni di simulazione. Fonte:Alan Boss

E’ sempre magnifico vedere come lavora la Natura. L’instabilità stellare, che sembrerebbe giocare contro la formazione dei planetesimi, riesce invece a dare il tempo necessario perché i suoi figli possano superare il momento più critico. Le stesse spirali che tendono a ingoiare le particelle, possono, in certe condizioni particolari, favorire la costruzione di qualcosa di nuovo. Il periodo di “libertà di accrescimento” è estremamente breve. Si parla di qualcosa dell’ordine del secolo per ogni fase instabile della stella. Possiamo vedere la faccenda come le prime uscite serali degli adolescenti: “Va bene, ti do le chiavi di casa per questa sera. Ma non fare più tardi delle due !” Ai miei tempi sarebbe stata mezzanotte, ma ormai… “Se arrivi più tardi hai chiuso e non diventerai pianeta!”.

E’ bello anche vedere che le braccia a spirale tornano a essere un motivo ricorrente sia per la costruzione che per la distruzione: dai pianeti alle galassie. Il solito gioco dell’Universo. Se un processo funziona, perché non adottarlo sempre, a tutte le scale? Per non parlare poi di quella fantastica e misteriosa curva che è la spirale! Non per niente ne avevamo parlato a lungo, a suo tempo, nelle “lezioni” di matematica.

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3 commenti

  1. Mario Fiori

    E' bellissimo Enzo, quindi il nostro Pianeta è nato , diciamo, nelle pause instabili del Sole primordiale, una specie di pause caffè un po' alla rovescia, dove il rilassamento è sostituito dall'agitazione...forse troppa caffeina.

  2. Mik

    Ciao Enzo ma che ci fa tanto gas ancora in mezzo al disco? Non dovrebbe depositarsi sui "sassi" già formati o essere cacciato via dalla pressione di radiazione della protostella?

  3. caro Mik,
    ma stiamo parlando dei primi milioni di anni di vita del sistema, quando il gas è ancora numeroso...

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