Minimimassainen aurinkosumu

Minimimassainen aurinkosumu (, MMSN) on aurinkokunnan syntyteorioissa kevein mahdollinen kaasusumu, josta planeetat voivat syntyä. Minimimassaisen alkuaurinkosumun massa on 1,011 Auringon massaa. Joidenkin sumun tiheysjakaumaan pohjautuvien matemaattisten mallien mukaan planeettojen rakennusaineen minimimassa olisi ollut 1,02 Auringon massaa.

Minimimassaisen alkuaurinkosumun arvoja 

Nykyisten teorioiden mukaan planeetat syntyivät tiivistymällä alkuaurinkosumusta joko kasautumisteorian tai kiekkoepävakaisuusteorian mukaisesti.
Maan kaltaisista planeetoista on suurin osa kiviainesta, jota oli alkuaurinkosumussa noin 0,3 %. Koska Maassa oli lisäksi jonkin verran keveämpiä alkuaineita, Maan tiivistyminen vaati prosentteina laskien 0,43 % alkuaurinkosumun materiaalista.

Tällöin Maan synty vaati noin 235 Maan massaa.

Kiekkomaisen, melko litteän sumun kiinteän aineen pintatiheys Maan etäisyydellä oli luokkaa 20 g cm-3 ja kiinteän aineen tiheys tilavuusyksikköä kohden roo=Sigma/h noin 1E-11 g cm-3, jos sumun paksuus h oli arviolta noin 0,1 AU.
Yhteensä noin 2 Maan massaisten terrestristen planeettojen tuottamiseen tarvitaan 500 Maan massaa alkuaurinkosumun ainetta, koska alkuaurinkosumussa vain 0,3 % oli kiveä aluksi kaasumaisessa muodossa. Jättiläisplaneettojen Jupiterin, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen synty vaatii noin 3085 Maan massaa. Jos vielä Plutokin otetaan mukaan, alkuaurinkosumun ainetta tarvittiin 3 585 Maan massaa. Tämä vastaa noin 0,01 Auringon massaa. Laskujen mukaan alkuaurinkosumun pintatiheys pieneni eksponentilla joka oli välillä 1-2. Niinpä Chushiro Hayashi ja hänen tutkijatoverinsa yleensä käyttivät tutkimuksissaan minimimassaisen alkuaurinkosumun pintatiheydelle kaavaa sigma(r) = 1700 r ^3/2, jossa r ilmoitetaan yksikkönä AU ja pintatiheys sigma yksikkönä g cm-2. 

Mutta Deschin 2007 mukaan alkuaurinkosumu oli edellä kuvattua tiheämpi ja vain osa siitä meni planeettojen muodostumiseen. Hän on väittänyt tutkimuksissaan alkuaurinkosumun massaksi 1,092 MO, ja tiheyden pudonneen jyrkästi suhteessa potenssiin 2,2. Niinpä Deschin kaava alkuaurinkosumun tiheysjakaumalle on 343,1 (fp/0,5)^-1 (r/10 AU)^2,168  g cm-2. Desch olettaa myös Uranuksen ja Neptunuksen vaihtaneen paikkaansa ja ehkä vaeltaneen niin kuin Nizzan mallissa. Näiden pohjalta voidaan olettaa minimimassaisen alkuaurinkosumun tiheyskaavaksi sigma(r)=3300 r^-2, jolloin minimimassainen alkuaurinkosumu olisi käsittänyt 1,02 MO.
Tätä saattaa tukea Carnegie_instituutissa tehdyt laskelmat, jotka antavat jättiläisplaneetoille melko oikeita massoja kun alkuaurinkosumun massaksi asetetaan 2 kertaa minimimassa.

Lähteet

 Aurinkokunnan synty