دانشمندان بر این باورند که این معما را که چرا سرعت چرخش درونی منظومه شمسی به مراتب کندتر از میزانی است که قوانین فیزیک ایجاب می‌کند، حل کرده‌اند.

حلقه درونی منظومه شمسی حاوی لایه‌های نازکی از گاز و غبار است که با نام قرص‌های برافزایشی (accretion disks) شناخته می‌شوند، که به شکل مارپیچی در اطراف ستاره‌های جوان به آرامی به سمت داخل حرکت می‌کنند.

هنگام رخ دادن این حرکت مارپیچی، قسمت داخلی دیسک [قاعدتا] باید طبق قوانین حرکت زاویه‌ای سریع‌تر بچرخد - شبیه یک اسکیت‌باز که وقتی دست‌هایش بسته و رو به داخل است، در قیاس با زمانی که دست‌هایش به سمت بیرون باز است، سریع‌تر می‌چرخد.

با آنکه مشاهدات نشان می‌دهد که بخش داخلی یک قرص برافزایشی سریع‌تر می‌چرخد، سرعت حرکت آن به همان میزانی نیست که پیش‌بینی می‌شد.

پژوهشگران توضیحات احتمالی زیادی برای این رفتار ارائه کرده‌اند: اصطکاک بین قسمت‌های چرخان داخلی و خارجی دیسک برافزایشی، یا میدان‌های مغناطیسی که «ناپایداری چرخشی مغناطیسی» ایجاد می‌کنند و با تولید گاز و تلاطم مغناطیسی، سرعت دورانی گاز مارپیچی سمت داخل را کاهش می‌دهند.

هیچ یک از این توضیحات، پل بلان، استاد فیزیک کاربردی در «کلتک» (Caltech)، را قانع نکرد، زیرا محاسبات نشان می‌دهد که دیسک‌های برافزایشی، اصطکاک داخلی ناچیزی دارند و تلاطم و آشفتگی [جریان] در آن «دخیل» بود.

پروفسور بلان با استفاده از شبیه‌سازی حدود ۴۰ هزار ذره خنثی و حدود هزار ذره باردار که احتمال داشت با یکدیگر برخورد کنند، و نیز جاذبه و مغناطیس، شروع به تحلیل مسیر تک تک اتم‌ها، الکترون‌ها، و یون‌های موجود در گاز تشکیل‌دهنده دیسک کرد تا ببیند ذرات در هنگام برخورد چه رفتاری دارند و در خلال برخوردها چگونه حرکت می‌کنند.

پروفسور بلان می‌گوید: «این مدل دقیقا جزئیات کافی برای ثبت تمام ویژگی‌های ضروری را داشت، زیرا به اندازه‌ کافی بزرگ بود که مانند تریلیون‌ها تریلیون‌ ذرات خنثی، الکترون‌ها و یون‌هایی رفتار کند که در حال چرخش به دور یک ستاره در یک میدان مغناطیسی‌اند.»

این شبیه‌سازی نشان داد که برخورد بین اتم‌های خنثی و ذرات باردار باعث می‌شود که یون‌های دارای بار مثبت به سمت داخل مارپیچ هدایت شوند، در حالیکه یون‌های گزینش‌شده با بار منفی، به سمت بیرون مارپیچ هدایت می‌شوند. تجزیه و تحلیل این رفتار نشان داد که آنچه حفظ می‌‌شود [و بقا می‌یابد]، تکانه زاویه‌ای نیست، بلکه نیرویی به نام «تکانه زاویه‌ای کانونیکال» (canonical angular momentum) است.

تکانه زاویه‌ای کانونیکال، مجموع تکانه زاویه‌ای معمولی به اضافه یک مقدار اضافی است که به بار روی یک ذره و میدان مغناطیسی بستگی دارد. برای ذرات خنثی، هیچ تفاوتی بین این نیروها وجود ندارد، اما ذرات باردار تحت اثر میزان زیاد مغناطیس، ممکن است به شدت تغییر کنند.

این اختلاف بار، سبب افزایش تکانه ذرات مثبت و منفی می‌شود و تکانه زاویه‌ای کانونیکال آن‌ها را افزایش می‌دهد، ذرات خنثی تکانه زاویه‌ای خود را از دست می‌دهند، و به سمت داخل حرکت می‌کنند.

این تمایز کوچک، در مقیاسی به بزرگی منظومه شمسی، اثر موجی عظیمی دارد، به صورتی که از هر میلیارد ذره فقط کافی است یک ذره باردار شود [تا بتوان] افت مشاهده‌شده در تکانه زاویه‌ای ذرات خنثی را توضیح داد.

این حرکت باعث می شود که دیسک، به یک باتری غول‌پیکر شبیه شود - با یک پایانه مثبت در نزدیکی مرکز و یک پایانه منفی در لبه. این جریان الکتریکی عظیمی ایجاد می‌کند و باعث می‌شود جت‌های اخترفیزیکی در هر دو جهت پرتاب شوند.  بیش از یک قرن است که ستاره‌شناسان [این پدیده را] مشاهده کرده‌اند، بی‌آنکه هرگز بدانند چه عاملی سبب بروز آن می‌شود.

این پژوهش [با عنوان] «برخورد ذرات باردار خنثی به عنوان سازوکاری برای انتقال حرکت زاویه ای قرص برافزایشی» در «آستروفیزیکال ژورنال» منتشر شده است.