En ring med jord omkring

UNDER RADAREN: Kan en planet ta form av en smultring? Ja, men det er nesten umulig, mener svensk forsker. Likevel, det umulige tar bare litt lengre tid.

Publisert
Et solsystem dannes av en sky av gass og støv. Fortetninger i skyen blir til sola i midten og planetene rundt. (Foto: (Illustrasjon: William K. Hartmann, Planetary Science Institute, Tucson, Arizona/NASA))
Et solsystem dannes av en sky av gass og støv. Fortetninger i skyen blir til sola i midten og planetene rundt. (Foto: (Illustrasjon: William K. Hartmann, Planetary Science Institute, Tucson, Arizona/NASA))

Blipp som glapp


 

I denne kommentarspalten flyr forskning.nos journalist Arnfinn Christensen lavt under nyhetsradaren og kretser over grenselandet mellom naturvitenskap og filosofi.

En vakker stjernedag i en galakse langt, langt borte. En sky av gass og støv trekker seg sammen.  Den skal bli til sol og planeter.

Jo mer skyen trekker seg sammen, desto raskere snurrer den, slik en skøyteløper setter fart på piruetten ved å trekke armene inntil seg.

I midten av skyen blir trykket enormt. Atomer knuges sammen og eksploderer, som en hydrogenbombe. En sol er født.

Snurrer fort

Rundt sola kretser mindre virvler av gass og støv. De trekker seg sammen og blir planeter.

Men vent! En av virvlene har tilfeldigvis fått ekstra fart. Den snurrer veldig fort om sin egen akse.

Sentrifugalkreftene drar den ut til en skive. Skiven revner i midten. Skiven har blitt en toroide - en ringform.  Solsystemet har fått en smultringplanet.

Planeten Smult

Kan det skje? Det er tilnærmet umulig, mener den svenske forskeren, forfatteren og framtidsforskeren Anders Sandberg.

 (Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))
(Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))

Likevel, hvis smultringplaneten først er dannet, kan den holde seg stabil. Flere forskere har regnet på spesialtilfellet.

Sandberg er den siste i rekken. På sin nettside Andart gir han en fantasieggende analyse av livet på en smultringplanet. Vi kaller planeten for Smult.
 

To ekvatorer

Smult vil vil være flattrykt, dradd ut av sentrifugalkreftene.  Tverrsnittet vil være ovalt og litt spissere på innsiden, som en eggfasong.

Hvis du er geograf, hvordan skal du beskrive Smult? Planeten har to svære, flattrykte poler, en nordpolring på oversiden og en sydpolring på undersiden av ringen. Polarsirkler får en ny betydning på Smult.

Smult har også to ekvatorer, en på utsiden og en på innsiden av ringen. Vi kaller dem ekvutor og ekvinntor.

Siden smultringen er flattrykt, vil tyngdekreftene være minst på ekvutor og ekvinntor, lengst unna massesentrum i tverrsnittet.

Rød farge betyr større tyngdekraft, blå mindre. (Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))
Rød farge betyr større tyngdekraft, blå mindre. (Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))

Merkelige årstider

Hvis Smult heller skrått mot sola, får den årstider, slik som jorda. Men årstidene til Smult blir merkelige.

Siden polområdene er så svære, vi midnattsola få godt tak. Vinteren og mørketida vil bli tilsvarende kald.

Merkeligst blir årstidene på innsiden av smultringen. Her vil ringen på motsatt side skygge for sola og gi lange mørkeperioder rundt vår- og høstjevndøgn.

Døgnet blir kort, rundt tre og en halv time langt. Hver soloppgang og solnedgang vil bare ta sekunder.

Det er synd, for de kan gi en fantastisk rødglød ved ekvinntor når sola først går gjennom luftlaget på motsatt side av smultringen, og så en gang til gjennom luftlaget på samme side.

Solnedgang på Smult, sett fra ca. 30 grader nordlig bredde. En måne i pendelbane passerer gjennom hullet i smultringen. (Animasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no)

Vilt klima

Den kokhete sommeren på en ringpol og den iskalde mørketida på den andre polen burde gi kraftige vindsystemer.

De blir dradd ut til vindbelter av den raske rotasjonen, som skybeltene på kjempeplaneten Jupiter.

Ved ekvutor vil varm luft stige opp og dra inn kaldere luft med kraftige monsunregn. Nærmere polene vil lufta synke ned igjen, og lage høytrykk med tørr luft og ørken, anslår Sandberg.

Vill geologi

Kontinentplatene på Smult vil drive som isflak på sjøen av magma. Der flakene kolliderer, vil fjellkjeder krølle seg opp, som på jorda.

Men Smult vil få enda villere geologi enn vår planet. Radiusen, og dermed arealet, er mye mindre ved ekvinntor enn ved ekvutor.

Det betyr at når kontinentplatene driver fra ekvutor mot ekvinntor, vil de ble presset voldsomt sammen på det mindre området.

Vulkaner vil sprute, bergskorpen vil skjelve og fjellene vil tårne tre ganger høyere enn Mount Everest.

Mangfoldig liv

Vil noe kunne leve på en så merkelig planet, med ekstremt vær og geologi? Ja, mener Sandberg.

Ekstreme omgivelser har aldri stanset livet på vår egen planet, snarere tvert imot. Livet kan jo ha oppstått i sydende svovel rundt undersjøiske vulkaner.

Forskjellene i årstider, tyngdekraft og temperatur kan også gi mer mangfoldige økosystemer, spekulerer han.

Som skapt for romfart

Hvis intelligens glimtet til på Smult, hva ville den få i medgift av planetens uvanlige form?

Planeten er som skapt for romfart. Hvis Smultianerne bygget en rakettbase på ekvutor, ville de få dobbelt bonus når de skulle sende ut sine første satellitter og astronauter.

For det første snurrer Smult åtte ganger fortere rundt sin egen akse enn jorda gjør. Rotasjonen ville virke som en enorm slynge, og gi en solid startkapital i form av fart rundt planeten.

For det andre vil smultringformen føre til at tyngdekreftene avtar rett over ekvutor. Dermed trenger ikke satellittene gå så fort for at sentrifugalkraften skal balansere tyngdekraften.

Rare baner

Smultianerne vil også kunne sende sine romskip opp i en helt spesiell bane gjennom hullet i smultringen.  Denne banen ville ikke gå rundt, men pendle rett opp og ned.

Andre mulige baner ville være bueformede pendelbaner eller åttetallsbaner gjennom innsiden og så på utsiden av smultringen.

Smultianerne kan også få skjerpet sin nysgjerrighet og intelligens av de uregelmessige årstidene, den raske rotasjonen og den mer komplekse og åpenbare formen på smultringen.

De vil tydelig se at de snurrer rundt i kosmos, og raskt avsløre det pompøse sentriske verdensbildet som holdt deler av menneskeheten nede i så mange mørke århundrer.

Farlige måner

Samtidig vil de leve med truslene om globale katastrofer hengende over seg, bokstavelig talt.

Hvis Smult har måner, kan de nemlig raskt havne i ustabile baner. Hvis en måne går nær planeten, vil tidevannskreftene gi Smult fart, og bremse månen. Dermed går den inn for landing, med ugunstige konsekvenser.

En slik kræsjlanding kan også føre til at Smultianernes ultimate undergansvisjon går i oppfyllelse: Destabilisering av smultringen.

Den rødglødende, flytende innsiden av smultringen kan nemlig lett komme til å klumpe seg ujevnt. Dermed blir deler av ringen snevret inn, og andre buler ut.

Til slutt kan smultringen gå i oppløsning, og bli en karusell av mindre kloder. Det blir neppe noen fornøyelse.

En smultringplanet kan bli ustabil ved at den flytende innmaten forskyver seg, slik at deler snevres inn, og andre buler ut. Dermed kan smultringen gå i oppløsning. (Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))
En smultringplanet kan bli ustabil ved at den flytende innmaten forskyver seg, slik at deler snevres inn, og andre buler ut. Dermed kan smultringen gå i oppløsning. (Foto: (Illustrasjon: Arnfinn Christensen, forskning.no))

Oddsen stiger

Denne sammenklumpingen kan også ødelegge for at planeten i det hele tatt kan dannes. Når den snurrende skiven av gass og støv trekker seg sammen til en skive, går den gjennom en kritisk og ustabil overgangsfase.

Derfor er det tilnærmet umulig at smultringplaneter kan oppstå, mener Sandberg. Han tror heller at avanserte sivilisasjoner kan konstruere slike verdener kunstig.

Men det umulige tar jo bare lengre tid, som vi alle vet fra ordtaket.  Og den beregnede oddsen for en naturlig Smult stiger jo flere planeter og solsystemer vi finner der ute.

Det tallet øker voldsomt, nå som blant annet romteleskopet Kepler har vært på saken i over fire år, og nye romsonder med Gaia i front og flere under planlegging følger etter.

Smultgalakser

Ringformede strukturer kan også være mer allmenne enn vi aner. Når galakser dannes, kan de av og til gjennom et smultringstadium, antyder en fagartikkel i The Astrophysical Journal fra 1972.

Også en gammel spiralgalakse, som  vår Melkevei, kan gjennomgå et nytt smultringstadium, mener forskerne videre.

Det raskt snurrende senteret av galaksen kan spinne ut til en skive, og videre til en smultring, foreslår de. Noen observasjoner støtter dette, ifølge artikkelen.

Spiralgalakser som vår egen Melkeveien og nabogalaksen Andromeda (bildet) kan gå gjennom smultringfaser tidlig og seint i sin utvikling, foreslår en fagartikkel fra 1972. (Foto: Adam Evans/Wikimedia Commons)
Spiralgalakser som vår egen Melkeveien og nabogalaksen Andromeda (bildet) kan gå gjennom smultringfaser tidlig og seint i sin utvikling, foreslår en fagartikkel fra 1972. (Foto: Adam Evans/Wikimedia Commons)

Smultstjerner

Forskerne foreslår også at ikke bare galakser, men også enkeltstjerner kan gå gjennom et smultringstadium tidlig i sitt liv.

En slik ringformet stjerne vil lyse sterkest når vi ser den ovenfra, og svakest når vi ser den fra siden.

Hvis stjernen roterer sideveis, vil den gi en lyskurve ikke ulik den som kommer fra en stjerne i stjernebildet Store bjørn, W Ursae Majoris.

I så fall bør den ringformede stjernen få et nytt navn. Den bør opplagt kalles opp etter trommeslageren i The Beatles.

Lenker:

Anders Sandberg: What would the Earth be like if it was the shape of a donut? Nettstedet io9, 4. februar 2014:   (Finnes også på nettstedet til Anders Sandberg, Andart.)

Cheuk-Yin Wong: Toroidal Figures of Equilibirum, The Astrophysical Journal, 190: 675-694, 1974 June 15