Secondo la teoria più ampiamente accettata della formazione dei pianeti (l'ipotesi nebulosa), il sistema solare è iniziato circa 4,6 miliardi di anni fa da una massiccia nuvola di polvere e gas (alias una nebulosa). Dopo che la nuvola subì il collasso gravitazionale al centro, formando il Sole, il gas e la polvere rimanenti caddero in un disco che lo orbitava attorno. I pianeti si sono gradualmente aggiunti da questo disco nel tempo, creando il sistema che conosciamo oggi.
Tuttavia, fino ad ora, gli scienziati si sono chiesti come la polvere potesse unirsi nella microgravità per formare qualsiasi cosa, dalle stelle e dai pianeti agli asteroidi. Tuttavia, un nuovo studio condotto da un team di ricercatori tedeschi (e co-autore dell'Università di Rutgers) ha scoperto che la materia nella microgravità sviluppa spontaneamente forti cariche elettriche e si attacca. Questi risultati potrebbero risolvere il lungo mistero di come si sono formati i pianeti.
In parole povere, i fisici sono stati al buio su come il materiale nebulare può accumularsi per formare grandi corpi nello spazio. Mentre l'adesione può far aderire le particelle di polvere e le particelle di grandi dimensioni vengono attratte dalla gravità reciproca, lo stadio intermedio è rimasto sfuggente. Fondamentalmente, gli oggetti che vanno da millimetri e centimetri tendono a rimbalzare l'un l'altro piuttosto che attaccarsi insieme.
Per motivi di studio, che è apparso di recente sulla rivista Natura, il team ha condotto un esperimento in cui le particelle di vetro sono state poste in condizioni di microgravità per vedere come si sono comportate. Sorprendentemente, il team ha scoperto che le particelle hanno sviluppato forti cariche elettriche. Così forte, infatti, che si polarizzarono l'un l'altro e si comportarono come magneti.
Il team ha dato seguito a questo eseguendo simulazioni al computer per vedere se questo processo potesse colmare il divario tra le particelle fini che si raggruppano e oggetti più grandi che si aggregano a causa della gravità reciproca. Ciò che hanno scoperto qui è che i modelli di formazione planetaria sono stati d'accordo con i loro dati di esperimento, purché sia presente la carica elettrica.
Questi risultati colmano efficacemente una lacuna di lunga data nel modello di formazione planetaria più ampiamente accettato. Inoltre, potrebbero avere numerose applicazioni industriali qui sulla Terra. Ha detto Troy Shinbrot, professore di ingegneria biomedica alla Rutgers University-New Brunswick e coautore dello studio:
“Potremmo aver superato un ostacolo fondamentale nel comprendere come si formano i pianeti. Sono stati identificati anche meccanismi per la generazione di aggregati nei processi industriali e che - speriamo - possano essere controllati in lavori futuri. Entrambi i risultati dipendono da una nuova comprensione del fatto che la polarizzazione elettrica è fondamentale per l'aggregazione. "
Il potenziale per applicazioni industriali è dovuto al fatto che sulla Terra vengono utilizzati processi simili nella produzione di tutto, dalla plastica ai prodotti farmaceutici. Ciò consiste nella pressione del gas utilizzata per spingere le particelle verso l'alto, durante le quali possono aggregarsi a causa dell'elettricità statica. Ciò può causare guasti alle apparecchiature e portare a difetti nel prodotto finale.
Questo studio potrebbe quindi portare all'introduzione di nuovi metodi nella lavorazione industriale che sarebbero più efficaci dei tradizionali controlli elettrostatici. Inoltre, potrebbe portare a un perfezionamento delle teorie sulla formazione planetaria fornendo l'anello mancante tra particelle fini e aggregati più grandi.
Un altro mistero risolto, risposta al puzzle. Un passo avanti nel rispondere alla domanda fondamentale: "come è iniziato tutto?"
