Как образовалась Солнечная система?
Ответы
Происхождение Земли (Солнечная система) Небулярная гипотеза предполагала, что в прошлом существовала большая, горячая, газовая туманность, вращающаяся в пространстве. Постепенное охлаждение привело к сокращению и увеличению скорости вращения вокруг своей оси. Поэтому он выпячивается из-за все большей и прогрессивно возрастающей центробежной силы, преобладающей в этой области, и в конечном итоге газовое кольцо отделилось от шара и продолжает вращаться вокруг туманности, и аналогичным образом образовались десять колец, из которых образовалась планета, а другие распались на более мелкие фрагменты. Гипотеза была отвергнута, поскольку она не удовлетворяла разговору об угловом моменте. Если предположить, что эта гипотеза верна, то Солнце могло породить другие планеты как часть туманности из-за своей высокой скорости. Следующая известная по важности теория Чембера и Моултона, которые придерживались мнения, что планеты образовались в результате взаимодействия между Солнцем и другой звездой подходящего размера. Эта теория получила название Planetesimal Hypothesis. Теория утверждает, что из-за приближения более крупной звезды на поверхности Солнца возникло приливное искажение, и это в сочетании с преобладающей на Солнце силой извержения известно как солнечные протуберанцы. Из-за искажения в пространстве было выпущено много газообразных болтов. Планеты, орбиты которых пересекаются, должны столкнуться и слиться, чтобы дать начало другим планетам. приливные искажения были подняты на поверхность Солнца, и они в сочетании с преобладающей на Солнце силой извержения известны как солнечные протуберанцы. Из-за искажения в пространстве было выпущено много газообразных болтов. Планеты, орбиты которых пересекаются, должны столкнуться и слиться, чтобы дать начало другим планетам. приливные искажения были подняты на поверхность Солнца, и они в сочетании с преобладающей на Солнце силой извержения известны как солнечные протуберанцы. Из-за искажения в пространстве было выпущено много газообразных болтов. Планеты, орбиты которых пересекаются, должны столкнуться и слиться, чтобы дать начало другим планетам.
Однако теория была отвергнута, поскольку их авторы предполагали, что столкновение могло привести к таянию планет.
Теория Джинса и Джеффриса известна как гипотеза газообразных приливов. Эта теория принимает факт биродительского происхождения Солнечной системы, однако полностью отвергает теорию разрушительных сил. Предполагалось, что должна быть более крупная звезда, движущаяся в космосе из-за того, что при ее приближении на поверхность Солнца воздействовало приливное притяжение. На этапе, когда звезда начала удаляться, приливное притяжение отделилось от тела Солнца в виде веретена, выпуклого вблизи центра и сужающегося к обоим концам. Таким образом, выброшенный в космос был, естественно, чрезвычайно нестабильным и сразу же распался на более мелкие фрагменты, что привело к эволюции десяти планет и одного, который распался, породив планетоиды. Эта гипотеза получила широкое признание благодаря тому, что
Позднее газообразная приливная гипотеза была отвергнута такими астрономами, как Отто Шмидт и c фон Вайцзекером, которые считали, что планеты образовались из вещества, рассеянного в пространстве. Согласно теории, Солнце было окружено вращающимся облаком в форме диска, состоящим из газовой пыли, и образовались планеты.
Короче говоря, Солнечная система родилась из-за гравитации, стягивающей воедино огромное количество материала внутри большого молекулярного облака . Этот материал принял форму диска, в центре которого находилось наше Солнце. Из этого диска материал продолжал объединяться в планеты и другие вращающиеся тела, которые мы имеем сегодня, посредством смеси гравитации и неупругих столкновений (где вещи слипаются, а не отскакивают или распадаются).
Все это сложилось чуть менее пяти миллиардов лет назад , основные этапы развития прошли в течение нескольких сотен миллионов лет, чтобы перейти от диска материи к планетам.
Вы могли бы проследить события немного дальше, если бы захотели. Молекулярное облако или « звездный питомник », из которого родились наше солнце и планеты, в основном состояло из водорода и гелия, оставшихся от ранней Вселенной. Это выглядело бы примерно так, как туманность Ориона сегодня:
(Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/STScl)
Однако наша Солнечная система, очевидно, обогащена элементами, которые намного тяжелее, чем просто водород и гелий, а именно остальные элементы периодической таблицы (по большей части).
Эти элементы были выкованы в результате ядерного синтеза, который происходил внутри первого и, возможно, второго поколения звезд, продолжительность жизни которых была короче, в некоторых случаях, может быть, всего лишь одна сотая продолжительности жизни нашего Солнца. Особенно тяжелые элементы, тяжелее железа, образовались в результате эффектного взрыва этих звезд, который, как вы, вероятно, слышали, называется сверхновой .
Весьма вероятно, что несколько таких взрывов сверхновых заставили наше родительское молекулярное облако начать сливаться. Ударные волны обогащенных элементов, выброшенные этими новыми, привели к тому, что части облака столкнулись вместе, создав области повышенной плотности , которые оказывали немного большее гравитационное притяжение, чем окружающие их области. Как только гравитация начинает стягивать вещи вместе, этот регион подвергается безудержному коллапсу, вероятно, на несколько родственных звездных систем.
По мере того, как материал собирается вместе, он начинает более заметно вращаться. Какое бы общее начальное вращение ни было, так или иначе, это вращение становится невероятно усиленным по мере того, как оно объединяется, точно так же, как фигуристы вращаются быстрее, когда они сводят руки.
В то время как большое количество материала схлопывается в формирующееся солнце вдоль оси вращения, остальное продолжает вращаться, центростремительное ускорение оказывает некоторое сопротивление гравитационному притяжению. То, что естественным образом формируется из этого вращающегося коллапсирующего облака, имеет форму диска. Это протопланетный диск , или проплид .
Мы изобразили некоторых из них, живущих в туманности, как показано выше:
(Изображение предоставлено НАСА/ЕКА/Л. Риччи)
Эти проплиды не только раскручиваются, но и значительно нагреваются, когда собираются вместе. На данном этапе термоядерный синтез еще не полностью загорелся на Солнце, но он все еще очень горячий из-за гравитационного сжатия такого большого количества материи и излучения, в основном в инфракрасном диапазоне.
Хотя диск в основном состоит из газа, в центральной плоскости диска находятся пылинки, твердые частицы металлов и силикатов. Динамическая нестабильность внутри диска приводит к тому, что этот твердый материал тоже начинает сливаться, горячие пылинки слипаются и превращаются в объекты размером до километра. Как только они достигают этих размеров, они становятся достаточно массивными, чтобы значительно влиять на движение друг друга гравитационно.
На этом этапе внутри диска формируются планетезимали , самые большие из которых в конечном итоге становятся достаточно массивными, чтобы также начать захватывать газ из диска. Для достаточно больших планетезималей это превращается в неконтролируемый процесс, который вычищает из диска целое газовое кольцо и образует газовый гигант . Вы можете увидеть пример этого в действии на этом изображении, полученном Большой миллиметровой матрицей Atacama (ALMA):
(Изображение предоставлено: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA)
Это наиболее широко распространенная теория того, как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун приобрели свои огромные оболочки из водорода и гелия. Хотя происхождение Юпитера могло быть связано с динамической нестабильностью большего масштаба внутри диска, а не просто с формированием твердого ядра. Теория Юпитера менялась на протяжении многих лет.
В конце концов температура в формирующемся Солнце стала достаточно высокой, чтобы зажечь ядерный синтез водорода с образованием гелия и стать звездой главной последовательности . Солнечный ветер унес оставшийся водород и гелий в диске, и Солнечная система полностью сформировалась.
Ранняя Солнечная система была довольно хаотичной, так как было много более мелких объектов, оставшихся после формирования, а внешние планеты со временем гравитационно мигрировали наружу, что в конечном итоге разбросало тонны материала по всей системе.
Это было названо тяжелой бомбардировкой , которая не только ответственна за большинство кратеров на земных мирах системы, но и за ряд катастрофических ударов, один из которых опрокинул Уран на бок, а другой отправил планетизм размером с Марс. врезавшись в протоземлю, что привело к образованию Луны. Подобные удары, а также удары меньшего масштаба, связанные с ледяными объектами из внешней части Солнечной системы, также являются вероятным источником обилия воды на Земле.
После этого Солнечная система приняла относительно стабильную конфигурацию, в которой она находилась последние четыре миллиарда лет.