Gli scienziati suggeriscono in un nuovo studio l'esistenza di un oggetto planetario chiamato "synestia, " una enorme, Filatura, massa a forma di ciambella di caldo, roccia vaporizzata, formati come oggetti di dimensioni planetarie che si scontrano l'uno con l'altro.

Ad un certo punto, all'inizio della sua storia, La Terra era probabilmente una sinestia, ha detto Sarah Stewart, uno scienziato planetario presso l'Università della California Davis e coautore del nuovo studio nel Giornale di ricerca geofisica : Pianeti , una rivista dell'American Geophysical Union.

Stewart e Simon Lock, uno studente laureato all'Università di Harvard a Cambridge, Massachusetts e autore principale del nuovo studio, esplora come i pianeti possono formarsi da una serie di impatti giganteschi. Le attuali teorie sulla formazione dei pianeti sostengono che i pianeti rocciosi come la Terra, Marte e Venere si sono formati all'inizio del sistema solare quando oggetti più piccoli si sono scontrati l'uno con l'altro.

Queste collisioni furono così violente che i corpi risultanti si sciolsero e si vaporizzarono parzialmente, alla fine si raffredda e si solidifica nei pianeti quasi sferici che conosciamo oggi.

Lock e Stewart sono particolarmente interessati alle collisioni tra oggetti rotanti. Un oggetto rotante ha momento angolare, che deve essere conservata in caso di collisione. Pensa a una pattinatrice che gira sul ghiaccio:se allunga le braccia, lei rallenta la sua velocità di rotazione. Per girare più velocemente, tiene le braccia strette al suo fianco, ma il suo momento angolare rimane costante.

Consideriamo ora due pattinatori che girano sul ghiaccio:se si afferrano l'un l'altro, il momento angolare di ogni pattinatore si somma in modo che il loro momento angolare totale rimanga lo stesso.

Nel nuovo studio, Lock e Stewart hanno modellato ciò che accade quando i "pattini sul ghiaccio" sono pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra che si scontrano con altri grandi oggetti sia ad alta energia che ad alto momento angolare.

"Abbiamo esaminato le statistiche degli impatti giganti, e abbiamo scoperto che possono formare una struttura completamente nuova, "Stewart ha detto.

Lock e Stewart hanno scoperto che in un intervallo di temperature elevate e momenti angolari elevati, corpi di dimensioni planetarie potrebbero formare un nuovo, struttura molto più ampia, un disco dentellato come un globulo rosso o una ciambella con il centro riempito. L'oggetto è per lo più roccia vaporizzata, senza superficie solida o liquida.

Hanno soprannominato il nuovo oggetto una "sinestia, " da "sin-, " "insieme" ed "Estia, "Dea greca dell'architettura e delle strutture.

La chiave per la formazione della sinestia è che parte del materiale della struttura va in orbita. In una rotazione, sfera solida, ogni punto dal nucleo alla superficie ruota alla stessa velocità. Ma con un impatto gigantesco, il materiale del pianeta può diventare fuso o gassoso e si espande di volume. Se diventa abbastanza grande e si muove abbastanza velocemente, parti dell'oggetto passano la velocità necessaria per mantenere un satellite in orbita, ed è allora che forma un enorme, sinestia a forma di disco, secondo il nuovo studio.

Le teorie precedenti avevano suggerito che impatti giganteschi avrebbero potuto far sì che i pianeti formassero un disco di materiale solido o fuso che circondasse il pianeta. Ma per la stessa massa del pianeta, una sinestia sarebbe molto più grande di un pianeta solido con un disco.

La maggior parte dei pianeti probabilmente subisce collisioni che potrebbero formare una sinestia ad un certo punto durante la loro formazione, Steward ha detto. Per un oggetto come la Terra, la sinestia non sarebbe durata molto a lungo, forse un centinaio di anni, prima di perdere abbastanza calore da condensarsi di nuovo in un oggetto solido. Ma la sinestia formata da oggetti più grandi o più caldi come pianeti o stelle giganti gassosi potrebbe potenzialmente durare molto più a lungo, lei disse.

La struttura della sinestia suggerisce anche nuovi modi di pensare alla formazione lunare. La luna è straordinariamente simile alla Terra nella composizione, e la maggior parte delle teorie attuali su come si è formata la luna implica un impatto gigante che ha lanciato materiale in orbita. Ma un tale impatto avrebbe potuto invece formare una sinestia da cui si sono condensate sia la Terra che la Luna, Steward ha detto.

Nessuno ha ancora osservato direttamente una sinestia, ma potrebbero essere trovati in altri sistemi solari una volta che gli astronomi inizieranno a cercarli insieme a pianeti rocciosi e giganti gassosi, lei disse.