Tokokan planet Tokokan_(astrofizik)

Rencana utama: cakera protoplanet
gambaran artis daripada cakera protoplanet menunjukkan bintang muda di tengah-tengahnya

Debu kosmik menokok sendiri mempercepatkan perkembangan zarah ke dalam batu bersaiz planetisimal. Planetisimal yang lebih besar menokok yang lebih kecil, manakala yang lain pecah dalam perlanggaran. Cakera tokokan adalah biasa sekitar bintang kecil, atau sisa-sisa najam dalam dedua rapat, atau lubang hitam dikelilingi oleh bahan, seperti mereka yang berada di pusat-pusat galaksi. Beberapa dinamik dalam cakera, seperti geseran dinamik, yang perlu untuk membolehkan mengorbit gas untuk kehilangan momentum sudut dan jatuh ke objek besar pusat. Kadang-kadang, ini boleh menyebabkan pelakuran permukaan najam (lihat tokokan Bondi).

Dalam pembentukan planet bumian atau teras planet, beberapa peringkat boleh dipertimbangkan. Pertama, apabila gas dan debu berlanggar, mereka menggumpal oleh proses mikrofizikal seperti daya van der Waals dan daya elektromagnet, membentuk zarah bersaiz mikrometer; pada peringkat ini, mekanisme pengumpulan sebahagian besarnya bukan graviti dalam alam semula jadi.[16] Walau bagaimanapun, pembentukan planetisimal dalam lingkungan sentimeter ke meter tidak difahami dengan baik, dan tiada penjelasan meyakinkan yang diberikan mengapa ketulan itu akan bergumpal dan bukannya melantun semula.[16]:341 Khususnya, ia masih tidak jelas bagaimana objek ini berkembang menjadi planetesimal bersaiz 0.1–1 km (0.06–0.6 mi);[3][17] masalah ini dikenali sebagai "halangan bersaiz meter":[18] Semakin habuk berkembang dengan penggumpalan, mereka memperoleh halaju relatif yang semakin besar terhadap zarah lain di kawasan persekitarannya, serta halaju hanyutan dalaman sistematik, yang membawa kepada perlanggaran yang memusnahkan, dan dengan itu mengehadkan pertumbuhan agregat kepada beberapa saiz maksimum.[19] Ward (1996) mencadangkan bahawa apabila butiran yang bergerak perlahan berlanggar, graviti butiran yang sangat rendah, namun bukan sifar, yang berlanggar menghalang mereka daripada terlepas.[16]:341 Ia juga menyangka bahawa pemecahan butiran bukan sahaja memainkan peranan yang penting menambahkan semula butiran kecil dan mengekalkan cakera tebal, tetapi juga dalam mengekalkan lambakan pepejal pelbagai saiz.[19]

Beberapa mekanisme telah dicadangkan untuk melepasi halangan 'bersaiz meter'. Tumpuan kerikil tempatan boleh terbentuk, yang kemudiannya secara graviti runtuh ke dalam asteroid besar bersaiz planetesimal. Tumpuan ini boleh berlaku secara pasif kerana struktur cakera gas, sebagai contoh, antara pusaran, pada bonjolan tekanan, di pinggir jurang dicipta oleh sebuah planet gergasi, atau di sempadan wilayah cakera yang bergolak.[20] Atau, zarah boleh mengambil peranan aktif dalam kepekatan mereka melalui mekanisme maklum balas yang dikenali sebagai ketidakstabilan aliran. Dalam aliran ketidakstabilan, interaksi antara pepejal dan gas dalam cakera protoplanet menghasilkan pertumbuhan kepekatan tempatan, apabila zarah baru berkumpul di tengah kepekatan yang kecil, menyebabkan mereka membesar menjadi filamen besar.[20] Sebagai alternatif, jika butiran yang membentuk disebabkan oleh pengelompokan debu yang sangat berliang, pertumbuhan mereka boleh berterusan sehingga mereka menjadi cukup besar untuk runtuh disebabkan oleh graviti mereka sendiri. Ketumpatan rendah objek-objek ini membolehkan mereka untuk kekal kuat ditambah pula dengan gas, dengan itu mengelakkan perlanggaran halaju tinggi yang boleh menyebabkan hakisan atau pemecahan mereka.[21]

Bijian akhirnya tetap bersama-sama untuk membentuk jasad gunung bersaiz (atau lebih besar) dipanggil planetesimal. Perlanggaran dan interaksi graviti antara planetesimal bergabung untuk menghasilkan embrio planet bersaiz Bulan (protoplanet) lebih kurang 0.1–1 juta tahun. Akhir sekali, embrio planet berlanggar untuk membentuk planet lebih 10-100 juta tahun.[17] Planetisimal adalah cukup besar sehinggakan interaksi graviti saling adalah cukup penting yang perlu diambil kira apabila mengira evolusi mereka.[3] Perkembangan dibantu oleh kerosakan orbit jasad lebih kecil kerana seretan gas, yang menghalang mereka daripada terkandas di antara orbit embrio.[22][23] Perlanggaran dan pengumpulan lanjut membawa kepada planet bumian atau teras planet gergasi.

Jika planetesimal terbentuk melalui keruntuhan graviti bagi tumpuan kerikil tempatan, pertumbuhan mereka menjadi embrio planet dan teras planet gergasi adalah dikuasai oleh tokokan lanjut kerikil. Tokokan kerikil dibantu oleh seretan gas yang dirasai oleh objek apabila mereka memecut ke arah jasad besar. Seretan gas melambatkan batu-batu kecil di bawah halaju lepas jasad besar yang menyebabkan mereka untuk berlingkar-lingkar ke arahnya dan akan ditokok olehnya. Tokokan kerikil boleh mempercepatkan pembentukan planet dengan faktor 1000 berbanding dengan tokokan planetesimal, membolehkan planet gergasi terbentuk sebelum pelesapan cakera gas.[24][25] Namun, pertumbuhan teras melalui tokokan kerikil nampaknya tidak sesuai dengan jisim akhir dan komposisi Uranus dan Neptun.[26]

Pembentukan planet bumian berbeza daripada yang planet gas gergasi, juga dikenali sebagai planet Jovian. Zarah yang membentuk planet bumian diperbuat daripada logam dan batu yang terpeluwap di bahagian dalaman Sistem Suria. Walau bagaimanapun, planet Jovian bermula sebagai planetesimal berais besar yang kemudiannya menangkap gas hidrogen dan helium dari nebula suria.[27] Perbezaan antara dua kelas planetesimal timbul disebabkan oleh garis fros nebula suria.[28]

Rujukan

WikiPedia: Tokokan_(astrofizik) http://cds.cern.ch/record/897027/files/0510487.pdf http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-s... http://www.scienceclarified.com/scitech/Comets-and... http://www.space.com/30292-gas-giant-planet-format... http://www.space.com/53-comets-formation-discovery... http://www.astro.cornell.edu/events/astrophysics-l... http://adsabs.harvard.edu/abs/1985ASSL..115....3G http://adsabs.harvard.edu/abs/1988ApJ...332..804S http://adsabs.harvard.edu/abs/1993Icar..106..288K http://adsabs.harvard.edu/abs/1994A&A...282..503M