Mengapa tata surya bagian dalam berputar lebih lambat dari yang seharusnya?
Apa ceritanya
Pernah bertanya-tanya mengapa tata surya bagian dalam berputar lebih lambat daripada hukum fisika modern? Nah, para peneliti di California Institute of Technology (Caltech) mungkin telah menemukan jawaban dari teka-teki tersebut.
Misterinya terletak pada gerakan partikel bermuatan yang terbukti dari simulasi piringan akresi - piringan sempit gas dan debu yang berputar di sekitar bintang muda.
Konteks
Mengapa artikel ini penting?
Para peneliti di Caltech telah menemukan bahwa momentum sudut tidak kekal dalam pengertian klasik pada tingkat subatomik. Anomali ini membuat perbedaan besar ketika diterapkan pada skala alam semesta.
Sebelumnya, medan magnet yang menghasilkan turbulensi atau gesekan antara berbagai daerah pada piringan akresi disebut-sebut sebagai alasan di balik perlambatan. Namun, hal ini sekarang tampaknya dibantah.
Pengertian
Apa itu cakram akresi?
Piringan akresi berputar mengelilingi bintang muda dan mengandung sisa bahan pembentuk bintang yang merupakan sebagian kecil dari massa bintang. Di sinilah planet dan satelitnya terbentuk.
Di tata surya kita, bagian dalam piringan meluas hingga sabuk asteroid dan terdiri dari planet-planet terestrial.
Namun, bagian ini berputar lebih lambat dari yang diperkirakan oleh hukum kekekalan momentum sudut.
informasi
Apa masalahnya?
Hukum kekekalan momentum sudut menyatakan bahwa bagian dalam piringan akresi harus berputar lebih cepat saat material berputar ke dalam menuju bintang. Namun, tata surya bagian dalam menentang hukum ini, membuat para ilmuwan bingung.
Proses
Bagaimana simulasi cakram akresi dibuat?
Model komputer digunakan untuk mensimulasikan tumbukan 1.000 partikel bermuatan dan 40.000 partikel netral di medan magnet dan gravitasi.
Para peneliti menemukan bahwa interaksi antara atom netral dan partikel bermuatan menghasilkan ion bermuatan positif (kation) berputar ke dalam, sedangkan yang bermuatan negatif (elektron) bergerak keluar.
Namun, partikel netral berputar ke dalam ke pusat karena kehilangan momentum sudut.
Sifat
Cakram ini bertindak seperti baterai
Cakram akresi berfungsi sebagai baterai besar, dengan terminal positif dan negatif.
Karena kation positif dan elektron negatif, tumbukan mereka meningkatkan momentum sudut kanonik (momentum sudut biasa ditambah kuantitas tambahan tergantung pada muatan partikel) dari keduanya.
Namun, partikel netral kehilangan momentum saat bertabrakan dengan partikel bermuatan. Ini menyeimbangkan peningkatan momentum sudut kanonik.