Базальтовые бусины в невесомости подтвердили вклад трибоэлектричества в формирование планет
Граница между аддитивными и эрозионными ударами оказалась равна 0,5 метра в секунду
Группа ученых провела микрогравитационный эксперимент, отправив в суборбитальный полет кучку базальтовых бусин, которые наэлектризовали с помощью трения, а затем позволили им сталкиваться друг с другом. В результате физики подтвердили гипотезу о влиянии трибоэлектричества на формирование сантиметровых кластеров из частиц в протопланетных облаках, а также оценили пороговую скорость в 0,5 метра в секунду (при превышении этого критического значения шарики не прилипали к кластерам, а разрушали их). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Чтобы планета сформировалась, в какой-то момент в протопланетном диске должен возникнуть гидродинамический режим, в котором объекты объединяются вместе независимо от механических свойств и результатов столкновений. Однако для появления такого режима, как правило, требуются частицы размером в единицы сантиметров, что при стандартных условиях эксперимента проблематично, так как уже при нескольких миллиметрах частицы разрушаются во время столкновения.
Этот барьер можно обойти, если рассмотреть высокую температуру среды или наличие магнитного поля у частиц, которое увеличивает их слипаемость. Еще одним перспективным вариантом стало трибоэлектричество: при столкновении частицы трутся друг о друга, электризуются и после разлета соединяются в новые кластеры, связанные гораздо прочнее благодаря электростатическим силам. При этом точные пороговые значения размеров и скорости столкновения частиц в трибоэлектрической модели ученые до сих пор не выяснили.