Il-formazzjoni tal-mondjiet blatija

Id-diska ta’ stilla żagħżugħa ġeneralment tkun iktar sħuna qrib l-istilla, għalkemm it-tisħin jinbidel ukoll skont l-għoli, l-akkrezjoni u d-dellijiet. Il-minerali silikati u l-metalli jistgħu jibqgħu solidi f’temperaturi li fihom ħafna sustanzi volatili jkunu f’forma gassuża. Dawn il-materjali reżistenti għas-sħana, jew refrattarji, jiffurmaw parti kbira mill-massa ta’ pjaneta blatija.[2]

Il-linja tas-silġ tiddependi minn kull materjal partikolari

L-hekk imsejħa linja tas-silġ tal-ilma timmarka t-tranżizzjoni bejn il-fwar tal-ilma u s-silġ tal-ilma fil-kundizzjonijiet lokali. Id-diossidu tal-karbonju u l-monossidu tal-karbonju għandhom it-tranżizzjonijiet tagħhom. Hekk kif id-diska tinbidel, dawn il-linji jiċċaqilqu; m’hemmx distanza fissa li tifred il-blat kollu mis-silġ kollu.[3]

Materjal mingħajr silġ mhux bilfors ikun nieqes mill-idroġenu jew mill-materjali kollha li fihom l-ilma. Xi wħud minnhom jistgħu jkunu marbuta f’minerali jew f’fażijiet solidi oħra, u l-materjal jista’ jasal minn post ieħor. Il-kimika u t-trasport fid-diska jikkomplikaw l-idea ta’ reġjun intern li jkun niexef b’mod uniformi.[4], [5]

L-orbita attwali ta’ pjaneta mhijiex ċertifikat tat-twelid tagħha

Il-materjal solidu jinqala’ mill-orbita tiegħu, l-iġsma jxerrdu lil xulxin gravitazzjonalment, u l-pjaneti li qed jikbru jiskambjaw il-momentum angulari mad-diska. Għalhekk, dinja tal-blat tista’ tiġbor materjali minn diversi żoni u eventwalment tispiċċa f’orbita differenti minn dik fejn iffurmaw l-ewwel żrieragħ tagħha.[6]

L-ewwel, it-trab irid jgħaddi minn stadji kumplessi ta’ teħel flimkien, frammentazzjoni u drift. Għenieqed ta’ partikoli jistgħu jikkollassaw minħabba l-gravità tagħhom stess u jiffurmaw planetesimali. Żrieragħ li jkunu diġà ffurmaw jistgħu mbagħad jikbru billi jaħbtu ma’ planetesimali, jaqbdu ċagħaq bl-għajnuna tal-gass, jew biż-żewġ modi.[2]

L-iffukar gravitazzjonali jista’ jgħin lill-iġsma akbar jaħbtu ma’ ammont akbar ta’ materjal. Matul it-tkabbir awto-aċċellerat, xi iġsma jikbru aktar malajr, proporzjonalment, mill-ġirien iżgħar tagħhom. Maż-żmien, l-influwenza gravitazzjonali tagħhom tqanqal il-moviment tal-iġsma ta’ madwarhom, u għalhekk jiżdiedu r-rati ta’ avviċinamenti u jiddgħajjef il-vantaġġ ta’ qabel.[7]

L-akbar iġsma jibdew jiddominaw l-ambjent tagħhom

Matul it-tkabbir oligarkiku, diversi embrijuni ta’ massa bejn wieħed u ieħor simili jibdew jiddominaw żoni ġirien fejn jinġabar il-materjal. Dawn ifixklu l-moviment ta’ iġsma iżgħar u jinkorporawhom, filwaqt li jillimitaw ir-riżervi ta’ materjal li jistgħu jilħqu direttament minn xulxin. Materjal li jasal minn barra xorta jista’ jbiddel dan il-bilanċ.[8]

Ir-reżistenza tal-gass u l-interazzjoni gravitazzjonali mad-diska jistgħu jtaffu l-eċitazzjoni tal-orbiti, filwaqt li t-torques tad-diska jistgħu jikkawżaw migrazzjoni. Sakemm ikun għad hemm il-gass, l-embrijuni jistgħu jaħbtu jew jissakkru f’konfigurazzjonijiet ta’ orbiti marbuta ma’ xulxin. Hekk kif il-gass jinxtered, xi konfigurazzjonijiet isiru instabbli, u għalhekk jistgħu jerġgħu jseħħu avviċinamenti mill-qrib.[6]

Il-ħabta ta’ embrijuni planetarji tista’ tbiddel il-forma taż-żewġ iġsma. Skont il-veloċità, l-angolu u l-proporzjon tal-mases, dawn jistgħu jingħaqdu, jiskambjaw materjal u jinfirdu, jew jitilfu ammont kbir ta’ materjal fil-forma ta’ fdalijiet. L-enerġija rilaxxata tista’ ddub jew tivvaporizza l-blat u tbiddel l-atmosfera. Ħabta enormi mhux dejjem tħalli warajha pjaneta waħda akbar u sħiħa.[9]

Dawn il-possibbiltajiet jiddependu mill-ħabta speċifika. L-immudellar ta’ kull ħabta bħala amalgamazzjoni sħiħa ma jqisx eżiti importanti.[9]

Il-Qamar jixhed avveniment wieħed partikolarment importanti

Il-grupp ewlieni ta’ mudelli dwar l-oriġini tal-Qamar jorbot il-formazzjoni tiegħu ma’ ħabta enormi li laqtet lid-Dinja waqt li kienet qed tikber. Ir-riċerkaturi jittestjaw xenarji ta’ ħabtiet abbażi tal-moviment tas-sistema tad-Dinja u l-Qamar, il-kompożizzjoni tal-Qamar u l-kejl tal-isotopi. Il-proprjetajiet tal-ġisem li ħabat, il-ġeometrija tal-ħabta u l-evoluzzjoni ta’ wara għadhom suġġetti ta’ riċerka attiva.[10]

Arloġġi differenti jirreġistraw stadji differenti tat-tkabbir

F’ħafna mudelli, id-Dinja ffurmat tul għexieren ta’ miljuni ta’ snin. Jidher li Mars ġabar il-biċċa l-kbira tal-massa tiegħu aktar kmieni, iżda l-kors eżatt tat-tkabbir jiddependi minn kif tiġi interpretata d-dejta iżotopika u t-taħlit kimiku waqt il-ħabtiet.[7], [11]

Id-dissipazzjoni tal-gassijiet, il-ħabtiet enormi, il-formazzjoni tal-qalba u t-tkessiħ iseħħu b’mod li jikkoinċidu. M’hemm l-ebda sekwenza universali fejn proċess wieħed jintemm kullimkien qabel ma jibda l-ieħor.

Il-pjaneti li qed jikbru għandhom diversi sorsi ta’ sħana. Il-ħabtiet jikkonvertu l-enerġija tal-moviment f’sħana, is-separazzjoni gravitazzjonali tal-materjal toħroġ l-enerġija, u l-elementi radjuattivi jitmermru. L-aluminju-26 kien partikolarment importanti għall-korpi li ffurmaw kmieni biżżejjed biex ikun fihom ammont sinifikanti ta’ dan l-isotopu b’ħajja qasira.[13]

Il-meteoriti tal-ħadid juru li xi planeteżimali bikrija diġà kellhom qlub metalliċi ffurmati bid-divrenzjar. Għalhekk, il-pjaneta setgħet iffurmat minn korpi li fihom il-materjali kostitwenti kienu bdew jisseparaw ferm qabel ma l-pjaneta laħqet il-massa finali tagħha.[14]

Id-divrenzjar iseħħ hekk kif tikber il-pjaneta

Meta l-metall jista’ jissepara mill-materjal silikatiku, u l-likwidu metalliku dens jista’ jiċċaqlaq lejn iċ-ċentru u jikkontribwixxi għall-formazzjoni tal-qalba. Is-silikati ta’ madwaru jiffurmaw il-biċċa l-kbira tal-mantell. Ir-reazzjonijiet kimiċi, il-pressjoni, it-temperatura u l-ammont ta’ ossiġnu jinfluwenzaw it-tqassim tal-elementi bejn dawn ir-reġjuni.[15]

Oċean tal-magma - fażi, mhux mantell permanenti

Tisħin intens jista’ jifforma reġjuni kbar ta’ silikati mdewba, xi drabi msejħa oċean tal-magma. Hekk kif jibred, jistgħu jiffurmaw il-kristalli, is-sustanzi kimiċi jitqassmu mill-ġdid u jistgħu jseħħu skambji ta’ sustanzi volatili mal-atmosfera. Impatti sussegwenti jistgħu jerġgħu jdubu parzjalment il-ġisem u jerġgħu jibdew xi wħud minn dawn il-proċessi. Il-formazzjoni tal-qoxra u t-tidwib sussegwenti jkomplu jittrasformaw il-parti ta’ barra tal-pjaneta.[13]

Matul żmien ġeoloġiku twil, blat solidu espost għal tensjonijiet kontinwi jista’ wkoll jiċċirkola bil-mod. Mantell li fih isseħħ il-konvezzjoni mhux bilfors ikun oċean ta’ magma likwida li jkopri l-pjaneta kollha.[16]

L-ilma jista’ jasal fuq pjaneta mhux biss wara li tkun temmet tikber. Materjali oriġinali li fihom l-idroġenu, il-wasla ta’ korpi li fihom ħafna ilma u l-iskambji kimiċi waqt l-akkrezzjoni jistgħu jikkontribwixxu għar-riżervi tal-ilma tagħha. L-importanza relattiva ta’ dawn is-sorsi għadha qed tiġi studjata.[5]

It-terminu “żieda tardiva” (bl-Ingliż late veneer) jiddeskrivi żieda relattivament żgħira ta’ materjal wara l-fażi ewlenija tal-formazzjoni tal-qalba, li l-kobor tagħha huwa ddefinit parzjalment mid-dejta dwar il-kompożizzjoni kimika tal-mantell. Dan it-terminu m’għandux jintuża biex jiddeskrivi l-ilma kollu li wasal fid-Dinja.[17]

Ir-riżervi tal-ilma ta’ pjaneta jistgħu jinkludu wkoll ilma maħlul fil-magma jew inkorporat fil-minerali. L-ibħra viżibbli waħedhom ma jurux dak kollu li pjaneta akkwistat jew ippreservat.[18]

Sakemm il-gassijiet tad-diska jkunu għadhom ma nfirdux, il-korpi li qed jikbru jistgħu jattiraw l-idroġenu u l-elju. Ir-rilaxx ta’ gassijiet mill-intern u l-impatti jistgħu wkoll iżidu l-gassijiet fl-atmosfera; iż-żamma tagħhom tiddependi mill-massa tal-ġisem, mit-temperatura u mill-attività tal-istilla.[19]

Ir-rilaxx tal-gassijiet u t-tkessiħ jinfluwenzaw lil xulxin

Hekk kif jinbidlu l-kundizzjonijiet, il-gassijiet jistgħu jinħelsu mill-intern imdewweb. Dawn jaffettwaw kemm il-pjaneta tagħti s-sħana tagħha lill-ispazju b’mod effiċjenti. Atmosfera ħoxna ta’ fwar tal-ilma tista’ tnaqqas ir-ritmu tat-tkessiħ; jekk il-kundizzjonijiet ikunu xierqa, l-ilma jista’ aktar tard jikkondensa hekk kif jibred. L-evoluzzjoni tal-atmosfera hija marbuta ma’ dak li jiġri taħtha.[18]

L-atmosferi jistgħu wkoll jitilfu l-materja

Ir-radjazzjoni tal-istilla u l-impatti jistgħu jneħħu l-gassijiet atmosferiċi. Fl-għoli tal-atmosfera, il-molekuli tal-ilma jistgħu jinqasmu, u l-idroġenu jista’ jaħrab fl-ispazju; ir-riżervi tal-ilma bikrija mhux bilfors jibqgħu jeżistu.[19]

Niddiskutu dawn ir-rekwiżiti f’aktar dettall fl-artiklu “Il-kunċett taż-żona abitabbli”. Hawnhekk, l-aktar rabta importanti hija li l-wiċċ ta’ pjaneta jġorr il-konsegwenzi kemm tal-akkumulazzjoni tal-materja matul il-formazzjoni tagħha kif ukoll tal-bidliet li seħħew wara.

Il-massa u r-raġġ jgħinu biex il-kompożizzjoni tiġi stmata b’aktar preċiżjoni

It-transiti jgħinu biex jitkejjel ir-raġġ tal-pjaneta relattiv għar-raġġ tal-istilla tagħha. Il-moviment tal-istilel, u f’sistemi xierqa l-interazzjonijiet bejn il-pjaneti, jgħinu biex jiġu stabbiliti limiti għall-massa. Id-densità medja tiġi kkalkulata mill-massa u r-raġġ flimkien, u tista’ titqabbel ma’ mudelli ta’ blat, metalli, ilma u gassijiet.[21]

Diversi strutturi interni differenti jistgħu jaqblu mal-istess massa u raġġ imkejla. Anki qoxra żgħira ta’ gass tista’ tbiddel sew id-daqs tal-pjaneta. Għalhekk, l-istimi tal-intern tal-pjaneta li jinkisbu b’dan il-mod huma firxiet ibbażati fuq id-dejta u l-assunzjonijiet, mhux immaġni diretta tal-qalba.[21]

L-abbundanza ta’ elementi kimiċi fl-istilel tagħti ħjiel addizzjonali dwar il-kwantitajiet disponibbli ta’ ħadid, silikon u manjesju. Meta jintużaw flimkien mal-massa u r-raġġ, din id-dejta tista’ tillimita l-firxa ta’ mudelli probabbli tal-istruttura interna, għalkemm jibqgħu inċertezzi dwar il-kompożizzjoni u t-trasformazzjonijiet tal-materja li seħħew fuq il-pjaneta.[22]

Il-fdalijiet stellari jikxfu l-kompożizzjoni kimika ta’ iġsma meqruda

Xi nani bojod ġibdu lejhom debris minn iġsma planetarji. Il-linji ta’ assorbiment ta’ elementi tqal fl-ispettri tal-atmosferi tagħhom jippermettu lill-astronomi jiddeduċu xi karatteristiċi tal-kompożizzjoni ta’ dak il-materjal. Ir-riżultati jikxfu l-ingredjenti ta’ iġsma blatija lil hinn mis-Sistema Solari u, f’xi każijiet, ukoll sinjali ta’ differenzjazzjoni. Madankollu, ma jippermettux li jiġi stabbilit b’mod definittiv fejn ifforma l-ġisem oriġinali.[24]

It-trab jagħti evidenza indiretta ta’ ħabtiet li għaddejjin

Id-diski tad-debris jista’ jkun fihom trab li jiġġedded meta jaħbtu iġsma akbar. Trab sħun jista’ jindika attività ta’ iġsma solidi qrib stilla, iżda waħdu mhux biżżejjed biex jidentifika ħabta li tifforma pjaneta tat-tip tad-Dinja jew jipprova li hemm pjaneta blatija.[25]

Psyche se tistudja fdal possibbli ta’ differenzjazzjoni bikrija

Il-vettura spazjali tan-NASA Psyche hija maħsuba biex tistudja minn orbita asteroid magħżul b’kontenut għoli ta’ metalli - billi tkejjel il-kompożizzjoni, il-gravità u l-proprjetajiet manjetiċi tiegħu. Wieħed mill-għanijiet huwa li tivverifika jekk l-asteroid fihx materjal mill-qalba ta’ planeteżimal. L-oriġini eżatta tiegħu għadha mistoqsija miftuħa.[26]

Il-mudelli tal-formazzjoni jridu jispjegaw sistemi sħaħ: in-numru ta’ pjaneti, il-mases tagħhom, id-distanzi bejniethom, il-kompożizzjoni u l-iġsma iżgħar li baqgħu. Meta jinbidlu d-distribuzzjoni u l-provvista tal-materjali solidi, l-influwenza tal-ġganti planetarji jew iż-żmien tal-migrazzjoni, jistgħu jinbidlu flimkien diversi riżultati tal-formazzjoni.[1]

Mill-orbita ta’ pjaneta waħedha ma nistgħux insiru nafu kif seħħew dawn il-proċessi.[1], [9], [19]

Mudell utli tal-formazzjoni mhux biss jirriproduċi pjaneta waħda familjari. Jagħmel tbassir li jista’ jitqabbel mad-dejta tal-meteoriti, mal-kejl tal-pjaneti, mal-osservazzjonijiet tad-diski u mad-diversità dejjem tikber tas-sistemi tal-eżopjaneti.[1]