Nuo neatmenamų laikų žmonės ieškojo atsakymo, kaip atsirado Visata. Tačiau tik per pastaruosius kelis šimtmečius įvykus mokslinei revoliucijai, vyraujančios teorijos buvo empirinio pobūdžio. Būtent per tą laiką, nuo XVI iki XVIII amžiaus, astronomai ir fizikai pradėjo formuoti įrodymais pagrįstus paaiškinimus, kaip atsirado mūsų Saulė, planetos ir Visata.
Kai kalbama apie mūsų Saulės sistemos formavimąsi, plačiausiai priimtas požiūris yra žinomas kaip ūžesio hipotezė. Iš esmės ši teorija teigia, kad Saulė, planetos ir visi kiti Saulės sistemos objektai susiformavo iš prieš milijardus metų susidariusios miglotos medžiagos. Iš pradžių siūlyta paaiškinti Saulės sistemos kilmę, ši teorija tapo plačiai priimtu požiūriu į tai, kaip atsirado visos žvaigždžių sistemos.
Nebularinė hipotezė:
Pagal šią teoriją Saulė ir visos mūsų Saulės sistemos planetos prasidėjo kaip milžiniškas molekulinių dujų ir dulkių debesis. Tada, maždaug prieš 4,57 milijardo metų, atsitiko kažkas, dėl ko debesis sugriuvo. Tai galėjo būti praeinanti žvaigždė arba smūgio bangos iš supernovos, tačiau galutinis rezultatas buvo gravitacinis griūtis debesies centre.
Po šio žlugimo į tankesnius regionus pradėjo kauptis dulkių ir dujų kišenės. Tankesniuose regionuose imant vis daugiau ir daugiau medžiagų, impulsų išsaugojimas pradėjo suktis, o didėjant slėgiui - įkaisti. Didžioji dalis medžiagos baigėsi rutuliu centre, o likusi dalis išsilydo į diską, kuris suko aplink jį. Kol rutulys centre suformavo Saulę, likusi dalis medžiagos susidarys į protoplanetinį diską.
Iš šio disko susiformavusios planetos, kuriose dulkės ir dujos susikaupė ir susiliejo, sudarė vis didesnius kūnus. Dėl aukštesnių virimo taškų tik metalai ir silikatai galėjo egzistuoti kietos formos arčiau Saulės ir jie ilgainiui sudarytų gyvsidabrio, Veneros, Žemės ir Marso sausumos planetas. Kadangi metaliniai elementai sudarė tik labai mažą Saulės ūko dalį, sausumos planetos negalėjo augti labai didelės.
Priešingai, milžiniškos planetos (Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas) susiformavo už taško tarp Marso ir Jupiterio orbitų, kur medžiaga yra pakankamai vėsi, kad lakieji lediniai junginiai liktų vientisi (t. Y. Šalčio linija). Ledai, kurie suformavo šias planetas, buvo gausesni nei metalai ir silikatai, kurie sudarė sausumos vidines planetas, leisdami joms augti pakankamai masyvioms, kad užfiksuotų didelę vandenilio ir helio atmosferą. Likusios atliekos, kurios niekada netapo planetomis, susikaupė tokiuose regionuose kaip Asteroid Belt, Kuiper Belt ir Oort Cloud.
Per 50 milijonų metų vandenilio slėgis ir tankis protostaro centre tapo pakankamai dideli, kad jis galėtų pradėti termobranduolinę sintezę. Temperatūra, reakcijos greitis, slėgis ir tankis didėjo, kol buvo pasiekta hidrostatinė pusiausvyra. Šiuo metu Saulė tapo pagrindine sekos žvaigžde. Saulės vėjas iš Saulės sukūrė spiralę ir pašalino iš protoplanetinio disko likusias dujas ir dulkes į tarpžvaigždinę erdvę, užbaigiant planetų formavimosi procesą.
Stuburo hipotezės istorija:
Idėją, kad Saulės sistema kilo iš ūkų, pirmą kartą pasiūlė 1734 m. Švedų mokslininkas ir teologas Emanualas Swedenborgas. Immanuelis Kantas, susipažinęs su „Swedenborg“ darbu, toliau plėtojo teoriją ir paskelbė ją savo leidinyje Universali gamtos istorija ir dangaus teorija(1755). Šiame traktate jis teigė, kad dujiniai debesys (ūkai) lėtai sukasi, palaipsniui griūdami ir plečiasi dėl sunkio jėgos ir sudaro žvaigždes bei planetas.
Panašų, tačiau mažesnį ir išsamesnį modelį savo traktate pasiūlė Pierre-Simon Laplaso Ekspozicija du sistema du mondas (Pasaulio sistemos ekspozicija), kurią jis išleido 1796 m. Laplaso teoretikas teigė, kad Saulė iš pradžių turėjo ilgesnę karštą atmosferą visoje Saulės sistemoje ir kad šis „protostaro debesis“ atvėso ir susitraukė. Debesiui sparčiau besisukant, jis išmetė medžiagą, kuri galiausiai kondensavosi ir sudarė planetas.
Laplacų ūko modelis buvo plačiai priimtas XIX amžiuje, tačiau jis turėjo tam tikrų gana ryškių sunkumų. Pagrindinis klausimas buvo kampinio impulsų pasiskirstymas tarp Saulės ir planetų, kurio ūko modelis negalėjo paaiškinti. Be to, škotų mokslininkas Jamesas Clerkas Maxwellas (1831–1879) tvirtino, kad skirtingi sukimosi greičiai tarp žiedo vidinės ir išorinės dalių negalėjo leisti susikondensuoti medžiagai.
Jį taip pat atmetė astronomas seras Davidas Brewsteris (1781 - 1868), kuris pareiškė:
Tie, kurie tiki miglotosios teorijos teorija, mano, kad yra tikra, jog mūsų žemė savo kietąją medžiagą ir savo atmosferą išgavo iš Saulės atmosferos išmesto žiedo, kuris po to susitraukė į vientisą, vandeningą sferą, iš kurios Mėnulis buvo išmestas. procesas ... [Pagal tokį požiūrį] Mėnulis būtinai turėjo išnešti vandenį ir orą iš vandeningų ir oro esančių Žemės dalių ir turėti atmosferą. “
Iki XX amžiaus pradžios Laplacian modelis nebebuvo palankus ir paskatino mokslininkus ieškoti naujų teorijų. Tačiau tik aštuntajame dešimtmetyje atsirado modernus ir plačiausiai priimtas ūko hipotezės variantas - saulės nebulinio disko modelis (SNDM). Padėka už tai atitenka sovietų astronomui Viktorui Safronovui ir jo knygai Protoplanetinio debesies evoliucija ir Žemės bei planetų susidarymas (1972). Šioje knygoje buvo suformuluotos beveik visos pagrindinės planetų formavimosi proceso problemos ir daugelis jų buvo išspręstos.
Pvz., SNDM modelis sėkmingai paaiškino įbrėžimų diskų atsiradimą aplink jaunus žvaigždžių objektus. Įvairūs modeliavimai taip pat parodė, kad medžiagų kaupimasis šiuose diskuose lemia kelių Žemės dydžio kūnų susidarymą. Taigi antžeminių planetų kilmė dabar laikoma beveik išspręsta problema.
Nors iš pradžių SNDM buvo pritaikytas tik Saulės sistemai, vėliau teoretikai manė, kad jis gali veikti visoje Visatoje, ir jis buvo naudojamas paaiškinti daugelio egzoplanetų, kurios buvo aptiktos visoje mūsų galaktikoje, susidarymą.
Problemos:
Nors ūko teorija yra plačiai priimta, vis dar yra su ja susijusių problemų, kurių astronomai nesugebėjo išspręsti. Pavyzdžiui, yra pakreiptų ašių problema. Remiantis ūkų teorija, visos planetos aplink žvaigždę turėtų būti pakreiptos vienodai ekliptikos atžvilgiu. Bet kaip mes sužinojome, vidinės ir išorinės planetos turi radikaliai skirtingus ašinius pasvirimus.
Tuo tarpu vidinės planetos yra beveik 0 laipsnių pakreipimo kampu, kitos (pvz., Žemė ir Marsas) yra smarkiai pakreiptos (atitinkamai 23,4 ° ir 25 °), išorinių planetų pasvirimas svyruoja nuo nedidelio Jupiterio pakreipimo 3,13 ° iki Saturno ir Neptūno. ryškus pakreipimas (26,73 ° ir 28,32 °), iki Urano kraštutinio 97,77 ° pakreipimo, kuriame jo poliai yra nuosekliai nukreipti į Saulę.
Be to, ekstrasoliarių planetų tyrimas leido mokslininkams pastebėti nelygumus, keliančius abejonių dėl ūkinės hipotezės. Kai kurie iš šių pažeidimų yra susiję su „karštaisiais Jupiteriais“, kurie skrieja arti jų žvaigždžių ir būna vos kelių dienų laikotarpiais. Astronomai pakoregavo miglinę hipotezę, kad atsižvelgtų į kai kurias iš šių problemų, tačiau dar turi išspręsti visus svarbiausius klausimus.
Deja, atrodo, kad sunkiausia atsakyti į klausimus, susijusius su kilme. Kai manome, kad turime patenkinamą paaiškinimą, išlieka tos varginančios problemos, kurių tiesiog negalima atsiskaityti. Tačiau tarp dabartinių žvaigždžių ir planetų formavimo modelių ir Visatos gimimo mes nuėjome ilgą kelią. Kai sužinome daugiau apie kaimyninių žvaigždžių sistemas ir tyrinėjame daugiau kosmoso, greičiausiai mūsų modeliai subręs toliau.
Esame parašę daug straipsnių apie Saulės sistemą čia, „Space Magazine“. Štai Saulės sistema. Ar mūsų Saulės sistema prasidėjo nuo mažo sprogimo? Ir kas čia buvo prieš Saulės sistemą?
Norėdami gauti daugiau informacijos, būtinai patikrinkite Saulės sistemos kilmę ir tai, kaip susiformavo Saulė ir planetos.
Astronomijos aktoriai taip pat turi epizodą šia tema - 12 epizodas: iš kur atsiranda kūdikių žvaigždės?
