Как формируются планеты?
Ответы
На самом деле мы точно не знаем, как образуются планеты.
Преобладающая теория, поддержанная рядом респондентов, состоит в том, что планеты формируются в результате накопления все более и более крупных кусков материи, которые ранее формировались в результате аккреции пылинок и газов внутри первоначального протопланетного тела. диск.
Однако с этой «теорией аккреции» (или «гипотезой туманности», как ее также обычно называют) возникает ряд проблем.
Во-первых, когда твердая материя достигает определенного размера, мы наблюдаем, что отдельные частицы материи имеют тенденцию отскакивать от других мелких частиц материи, а не накапливаться, потому что сила гравитации слаба по сравнению с энергией их импульса. Это означает, что когда материя достигает размера около 2 сантиметров, она не будет скапливаться с другими сгустками материи такого же размера, с которыми она сталкивается в космосе, образуя более крупные куски, что является основой модели аккреции.
Другая проблема заключается в том, что модель аккреции не объясняет образование таких газовых гигантов, как Юпитер и Сатурн. Развитие газовых гигантов путем аккреции ядра просто занимает слишком много времени. Согласно лучшим современным моделям, для этого процесса требуется несколько миллионов лет — больше, чем типичное наблюдаемое время жизни звездных газовых дисков, из которых, как считается, рождаются планеты.
Точно так же модель аккреции плохо объясняет проблему миграции газовых гигантов. По мере того, как протопланеты набирают массу, они начинают двигаться по спирали смерти к своим центральным звездам из-за гравитационного взаимодействия с дисками, в которых они формируются. Ученые называют это миграцией «типа 1». Если планета сможет достичь определенного размера, у нее будет достаточный импульс, чтобы преодолеть миграцию типа 1 и оставаться на орбите вокруг своего центрального солнца, не падая на него. Модели предсказывают, что спираль смерти может занять всего 100 000 лет, что далеко не достаточно времени, чтобы большие протопланеты превратились в газовых гигантов, согласно стандартной модели аккреции.
Различные ученые по всему миру в настоящее время работают над этими проблемами, пытаясь разгадать тайну формирования планет с помощью новых или усовершенствованных моделей, но на сегодняшний день у нас все еще есть лишь несколько теорий и множество споров.
На данный момент модель аккреции остается лучшей теорией формирования планет, но ожидайте, что описание процесса будет меняться по мере того, как мы будем медленно находить решения тайн формирования планет.
Внимательный взгляд на планеты, вращающиеся вокруг нашего Солнца. Планеты рождаются из облаков газа и пыли, которые вращаются вокруг новых звезд. Миллиарды лет назад обстоятельства сложились идеально для формирования Земли и других планет Солнечной системы.
Иллюстрация молодой Солнечной системы. Источник: NASA/JPL-Caltech.
Солнечная система, в которой мы живем, состоит из звезды среднего размера (Солнца) с восемью планетами, вращающимися вокруг нее. Планеты бывают двух разных типов. Четыре внутренние планеты, самые близкие к Солнцу, это Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они меньше по размеру и состоят в основном из металлов и горных пород. Четыре внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — крупнее и состоят в основном из газов.
Рождение планет
Материал туманности, не поглощенный Солнцем, закрутился вокруг него в плоский диск из пыли и газа, удерживаемый на орбите гравитацией Солнца. Этот диск называется аккреционным диском. Материал в диске накапливался путем дальнейшего срастания — от слипания.
Каждая планета начиналась как микроскопические пылинки в аккреционном диске. Атомы и молекулы начали слипаться или срастаться в более крупные частицы. Путем нежных столкновений некоторые зерна превращались в шары, а затем в объекты диаметром в милю, называемые планетезималями. Эти объекты были достаточно большими, чтобы притягивать других под действием гравитации, а не случайно.
Если бы столкновения планетезималей происходили на больших скоростях, они могли бы разрушить объекты. Но когда удары были достаточно мягкими, объекты объединялись и росли. В течение от 10 до 100 миллионов лет эти протопланеты вращались вокруг Солнца, некоторые по яйцеобразным цепям, что приводило к более частым столкновениям.
Миры сталкивались, объединялись и развивались в течение драматического периода времени. Когда все закончилось, осталось восемь стабильных планет, полностью очистивших свои орбиты. Планета определяется как тело, которое вращается вокруг Солнца, имеет достаточную массу, чтобы его собственная гравитация делала его сферическим, и очистило свое окружение от более мелких объектов.
В 2007 году исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе определили, что наша Солнечная система полностью сформировалась 4,568 миллиарда лет назад. Они сделали это, определив возраст каменистых материалов из пояса астероидов.
Солнце излучало энергию и частицы непрерывным потоком, называемым звездным ветром. Эти ветры оказались настолько сильными, что сдули большую часть газов с четырех ближайших к Солнцу планет, оставив их меньше, оставив нетронутыми только камни и металлы. Вот почему их называют скалистыми, или земными, планетами. Четыре внешние планеты находились так далеко от Солнца, что его ветры не могли сдуть с них лед и газы. Они остались газообразными, только с небольшим каменным ядром.
Они изначально состояли из большего количества газа (а именно водорода и гелия), чем другие, поскольку гравитация Солнца сблизила более тяжелые материалы в исходном солнечном диске.
Условия на Земле
Когда каменистые планеты только сформировались, они были в значительной степени расплавленными (расплавленными) породами. В течение сотен миллионов лет они медленно охлаждались. В конце концов Меркурий и Марс, поскольку они маленькие, затвердели и стали жесткими на всем пути к своим центрам.
Только на Земле и, возможно, на Венере условия остались в промежуточном состоянии. Земля осталась частично расплавленной. Его кора представляет собой твердую горную породу, а его мантия быстро затвердевает. Но в течение геологического времени мантия течет медленно. А центр Земли состоит из твердого железного ядра, вращающегося в горячей жидкости, называемой магмой.
Некоторые ученые и крупные историки используют термин «условия Златовласки» для описания условий на Земле. Это взято из англо-саксонской детской сказки «Златовласка и три медведя». По сюжету молодая девушка по имени Златовласка забредает в дом к трем медведям, которых нет дома. Она пробует их овсянку, их стулья и их кровати, находя, что некоторые из них слишком горячие или слишком холодные, слишком твердые или слишком мягкие, слишком большие или слишком маленькие, но по одной из них в самый раз. Точно так же Земля не слишком горячая и не слишком холодная, не слишком большая и не слишком маленькая, не слишком близкая к Солнцу и не слишком далекая, а как раз подходящая для процветания жизни.
Я надеюсь, что предоставленная информация актуальна, спасибо…..