آیا مناطق درونی منظومه شمسی سریع‌تر می‌چرخد؟
آیا مناطق درونی منظومه شمسی سریع‌تر می‌چرخد؟
مجله علمی ایلیاد - مدت‌ها است ستاره‌شناسان در مورد دیسک حاوی گاز درون منظومه‌ی شمسی پرسش‌های حل نشده‌ی زیادی دارند. اکنون گروهی از ستاره‌شناسان پاسخ برخی از این پرسش‌ها را در حرکت تعداد کمی ذرات باردار می‌دانند.
دیسک‌های گازی مرکزی منظومه‌ی شمسی ده‌ها میلیون سال وجود داشته‌اند و در واقع فازهای ابتدایی تکامل منظومه‌ی شمسی را در خود داشته است. درون این دیسک‌ها بخش کوچکی از جرم ستاره مرکزی منظومه وجود دارد. در واقع این دیسک‌ها را می‌توان مشابه حلقه‌های اطراف سیاره‌ی زحل، ولی در مقیاس منظومه‌ی شمسی فرض کرد. این دیسک‌ها را به نام دیسک‌های برافزایشی نیز می‌شناسند؛ زیرا گازهای درون این دیسک‌ها در حین دوران به آرامی به سمت ستاره‌ی مرکزی حرکت می‌کنند.
ستاره‌شناسان مدت‌ها است دریافته‌اند که باید بخش‌های درونی دیسک سریع‌تر حرکت کنند تا «قانون بقای مومنتوم زاویه‌ای» برقرار باشد. طبق قانون بقای مومنتوم زاویه‌ای، درون هر سیستمی مومنتوم زاویه‌ای ثابت است و ارتباط مستقیم با سرعت و شعاع سیستم دارد.
مشاهدات ستاره‌شناسان نشان داده است که سرعت بخش‌های داخلی دیسک گازی منظومه‌ی شمسی بیشتر از دیگر بخش‌های آن است، ولی این سرعت در حدی نیست که قانون بقای مومنتوم پیش‌بینی می‌کند.
دانشمندان احتمالات ممکن برای عدم بقای مومنتوم در دیسک گازی منظومه‌ی شمسی را بررسی کرده‌اند. برخی از آن‌ها حدس می‌زنند که اصطکاک بین نواحی داخلی و خارجی دیسک گازی باعث می‌شود سرعت بخش داخلی کمتر از پیش‌بینی قانون بقای مومنتوم باشد. با این حال، محاسبات متعدد نشان داده است که دیسک‌های برافزایشی دارای اصطکاک داخلی خیلی کمی هستند. یکی دیگر از نظریه‌ها در این زمینه بر میدان مغناطیسی خورشید و سیاره‌ها تمرکز دارد و اینچنین بیان می‌کند که اختلالات مغناطیسی باعث ایجاد اصطکاک و کم شدن سرعت دیسک‌های برافزایشی می‌شود.
در جستجوی پاسخ به این پرسش، محققین دانشگاه کلتک کالیفرنیا یک مدل کامپیوتری از دیسک‌های برافزایشی دوار و فوق نازک توسعه دادند. این دیسک حدود ۴۰ هزار ذره‌ی خنثی و ۱۰۰۰ ذره‌ی باردار را دربرگرفته است. در این مدل اثر گرانش و میدان مغناطیسی نیز در نظر گرفته شده است.
مدل کامپیوتری توسعه داده شده نشان داده است که برخورد بین اتم‌های خنثی و ذرات باردار باعث ایجاد یون‌های دارای بار مثبت در قسمت درونی دیسک و یون‌های دارای بار منفی در نواحی بیرونی دیسک می‌شود. ذرات خنثی نیز مومنتوم زاویه‌ای خود را از دست می‌دهند و مانند یون‌های مثبت به نواحی درونی دیسک منتقل می‌شوند.
آنالیز دقیق‌تر مدل نشان داده است که در صورت در نظر گرفتن فیزیک کلاسیک، مومنتوم زاویه‌ای بقا ندارد، ولی مومنتوم زاویه‌ای استاندارد بقا خواهد داشت. مومنتوم زاویه‌ای استاندارد از مجموع مونتوم زاویه‌ای معمولی با مومنتوم زاویه‌ای ناشی از ذرات باردار تحت تاثیر میدان مغناطیسی به‌دست می‌آید.
بنابراین پرسش مربوط به بالا نبودن سرعت حرکت نواحی داخلی دیسک برافزایشی اینچنین پاسخ داده می‌شود که ذرات باردار و حرکت آن‌ها در نواحی مختلف باعث ایجاد اصطکاک اضافی و کم شدن سرعت حرکت دیسک درونی می‌شود.