I henhold til den mest aksepterte teorien om planetdannelse (den nebulære hypotesen), startet solsystemet for omtrent 4,6 milliarder år siden fra en massiv sky av støv og gass (også kjent som en tåke). Etter at skyen opplevde gravitasjonskollaps i sentrum og dannet sola, falt den gjenværende gassen og støvet ned i en skive som gikk i bane rundt den. Planetene ble gradvis hentet fra denne disken over tid, og skapte det systemet vi kjenner i dag.
Frem til nå har forskere imidlertid lurt på hvordan støv kunne samles i mikrogravitet for å danne alt fra stjerner og planeter til asteroider. Imidlertid fant en ny studie av et team av tyske forskere (og medforfatter av Rutgers University) at materie i mikrogravitasjon spontant utvikler sterke elektriske ladninger og holder seg sammen. Disse funnene kunne løse det lange mysteriet om hvordan planeter dannet seg.
Enkelt sagt har fysikere vært i mørket om hvordan nebulært materiale kan samle seg for å danne store kropper i rommet. Mens vedheft kan føre til at støvpartikler henger sammen og store partikler trekkes sammen av gjensidig tyngdekraft, har mellomtrinnet holdt seg unnvikende. I utgangspunktet har objekter som varierer fra millimeter og centimeter en tendens til å sprette av hverandre i stedet for å feste seg sammen.
Av hensyn til studien deres, som nylig dukket opp i tidsskriftet Naturlaget gjennomførte et eksperiment der glasspartikler ble plassert under mikrogravitasjonsbetingelser for å se hvordan de oppførte seg. Overraskende fant teamet at partiklene utviklet sterke elektriske ladninger. Så sterke, faktisk, at de polariserte hverandre og oppførte seg som magneter.
Teamet fulgte opp med dette ved å kjøre datasimuleringer for å se om denne prosessen kunne bygge bro mellom fine partikler som klumper seg sammen og større gjenstander samlet på grunn av gjensidig tyngdekraft. Det de fant her var at planetformasjonsmodeller stemte overens med eksperimentdataene sine, så lenge elektrisk lading er til stede.
Disse resultatene fyller effektivt et langvarig gap i den mest aksepterte modellen for planetdannelse. I tillegg kan de ha mange industrielle applikasjoner her på jorden. Sa Troy Shinbrot, professor i biomedisinsk ingeniørfag ved Rutgers University-New Brunswick og en medforfatter på studien:
”Vi kan ha overvunnet en grunnleggende hindring for å forstå hvordan planeter dannes. Mekanismer for generering av aggregater i industrielle prosesser er også blitt identifisert og som - håper vi - kan kontrolleres i fremtidig arbeid. Begge resultatene henger sammen med en ny forståelse av at elektrisk polarisering er sentralt i aggregeringen. "
Potensialet for industrielle anvendelser skyldes det faktum at lignende prosesser brukes på jorden for produksjon av alt fra plast til legemidler. Dette består av gasstrykk som brukes til å skyve partikler oppover, i løpet av hvilken tid de kan samle seg på grunn av statisk elektrisitet. Dette kan forårsake feil i utstyret og føre til feil i sluttproduktet.
Denne studien kan derfor føre til introduksjon av nye metoder i industriell prosessering som ville være mer effektive enn tradisjonelle elektrostatiske kontroller. Videre kan det føre til en forfining av planetariske teorier ved å gi den manglende koblingen mellom fine partikler og større aggregater.
Et annet mysterium løst, svar brikke til puslespill. Et skritt nærmere svaret på det grunnleggende spørsmålet, "hvordan begynte det hele?"
