Co to są planetezymale?
Planetezymale (planetesimals) to stałe ciała kosmiczne o rozmiarach od kilku metrów do kilkuset kilometrów, stanowiące kluczowy etap ewolucji dysków protoplanetarnych na drodze od mikroskopijnych ziaren pyłu do w pełni uformowanych planet. Koncepcja planetezymali wprowadzona została przez Victora Safronova w 1969 roku jako odpowiedź na pytanie, jak ziarna pyłu mogą łączyć sie w duże ciała bez bezpośredniego przylepienia. Planetezymale są pozostałościami procesu formowania planet – ich kopalne zapisy to asteroidy Pasa Głównego, obiekty Pasa Kuipera, komety i meteoroidy.
Mechanizm formowania planetezymali: w dysku protoplanetarnym ziarna pyłu (micrometry) kolbują sie i sklejają elektrostatycznie tworząc grudki (milimetry do centymetrów). Następnie zachodzi niestabilność strumieniowa (streaming instability) – koncentracja pyłu przez aerodynamiczne sprzężenie z gazem tworzy gęste obszary, które kolapsują grawitacyjnie bezpośrednio w planetezymale o rozmiarach 100-1000 km. Alternatywny mechanizm: agregacja hierarchiczna przez zderzenia – lecz ta ścieżka napotyka barierę metrową (meter barrier): ciała o rozmiarach metra do kilkuset metrów mają krótki czas dryftu ku gwieździe i niestabilne zderzenia. Niestabilność strumieniowa omija barierę metrową przez szybkie formowanie dużych planetezymali. Protoplanety (embryos) formują sie przez akrecję planetezymali i zderzenia (runaway growth, oligarchic growth). Kolizje olbrzymich protoplanet (giant impact) prowadzą do ostatecznej budowy planet – np. Księżyc Ziemi powstał z kolizji protoPlanety z Teją (Theia, masa ok. marsa) ok. 4,5 mld lat temu. Pasy asteroid są reliktem planetezymali, których konsolidacja w planetę uniemożliwiła grawitacja Jowisza – perturbacje zwiększyły wzajemne prędkości planetezymali powyżej prędkości ucieczki, co zamienia zderzenia akrecyjne w rozbijające.
Misje kosmiczne badające planetezymale: OSIRIS-REx (Bennu, klasa C, bogata w węgiel i wodę), Hayabusa2 (Ryugu, klasa Cg), Hayabusa (Itokawa, klasa S), misja DART (2022) i Hera (ESA, 2024) do układu Didymos-Dimorphos – test metody obrony planetarnej przez impuls kinetyczny. New Horizons przeleciał obok Arrokoth (2014 MU69, 2019) – kontaktowa para binarnych planetezymali z wczesnego Układu Słonecznego, ukazując że ich zlanie bylo łagodne (gentle merger), nie kolizja. Komety (np. 67P/Churyumov-Gerasimenko badana przez Rosettę) to prymitywne planetezymale z lodami z mgłowiska słonecznego, zachowując materiał sprzed 4,6 mld lat.