Kumpulan partikel debu berukuran mikro, yang berperan dalam pembentukan planet baru, cenderung tidak bergabung setelah tabrakan kalau ukuran gumpalannya lebih besar.
Bukti saat ini menunjukkan bahwa debu kosmik ukuran mikro bertabrakan dan bergabung membentuk kumpulan debu yang lebih besar dan kelak membentuk planet. Model numerik yang secara akurat mengkarakterisasi kondisi yang diperlukan agar kumpulan partikel mikro ini menyatu dan bukan memantul memantul, sangat penting untuk memahami evolusi planet. Pemodelan terbaru menunjukkan bahwa kumpulan debu cenderung tidak menyatu setelah tabrakan saat ukuran debu makin besar.
Para astronom membangun simulasi numerik tabrakan gumpalan atau kumpulan debu dengan massa yang sama antara 10.000 dan 140.000 mikron (1-14 cm) dengan menggunakan metode elemen diskret bola-lunak. Sistem ini memperhitungkan setiap partikel dalam gumpalan (debu-debu yang sudah menyatu sebelumnya) dan bukan memperlakukan kumpulan debu ini sebagai satu objek tunggal. Model ini memperikarakan, jika ada peningkatan radius partkel mikro debu, maka terjadi penurunan kemampuan untuk bergabung. Sederhananya, semakin besar kumpulan atau gumpalan debu yang bertabrakan, maka semakin sulit untuk keduanya bisa bersatu setelah tabrakan.
Hasil simulasi memperlihatkan bahwa kumpulan/gumpalan debu yang lebih kecil memiliki kemampuan menyatu lebih besar dibanding kumpulan debu yang kecil. Hal ini disebabkan oleh permukaan kumpulan debu yang lebih kecil lebih kasar dan memiliki lebih banyak partikel per unit volume, sehingga lebih mudah untuk saling menempel dan bergabung. Dengan demikian, kemungkinan membentuk planetesimal jadi lebih tinggi. Sementara itu, tabrakan kumpulan debu yang lebih besar justru memicu terjadinya lontaran yang memperkecil kemungkinan terbentuknya planetesimal. Sementara itu, ketika planetesimal sudah semakin besar, maka tabrakan yang terjadi untuk membentuk planet merupakan hasil dari interaksi gravitasi di antara objek-objek yang bertabrakan.
Sampai saat ini, proses pembentukan planetesimal atau objek berukuran beberapa kilometer dari debu kosmik yang merupakan tahap awal pembentukan planet, telah menjadi salah satu masalah terbesar dalam teori pembentukan planet. Studi ini menunjukkan bahwa gumpalan debu yang menjadi bahan planet berhenti bertumbuh ketika mencapai ukuran tertentu, karena gumpalan besar sulit untuk melekat satu sama lain. Hasil simulasi memperlihatkan masalah pembentukan planetesimal menjadi lebih sulit sementara pertumbuhan gumpalan debu lewat tabrakan merupakan kunci untuk memahami pembentukan planet.
Penemuan ini memiliki implikasi penting untuk pemahaman kita tentang pembentukan planet. Jika gumpalan debu yang lebih besar tidak dapat menyatu, maka gumpalan tersebut tidak tumbuh menjadi planetesimal, bahan dasar untuk membentuk planet.
Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk lebih memahami bagaimana gumpalan debu menyatu dan bagaimana hal ini mempengaruhi pembentukan planet. Meskipun demikian, studi ini memberikan wawasan penting tentang salah satu langkah penting dalam proses pembentukan planet.
