Образуване и еволюция на Слънчевата система | описва как е възникнала Слънчевата система и как се е променила

Формирането и еволюцията на Слънчевата система описва как е възникнала Слънчевата система и как се е променила.

Преди около 4,6 милиарда години в близост до нашата област от космоса е имало голям облак от газ. Всички неща с маса се събират или гравитират едно към друго. Това привлича целия газ към центъра. В крайна сметка налягането в центъра повишило температурата, така че водородните атоми се слели, за да се получи хелий. Така се появява звездата, която познаваме като Слънцето.

Процесът, при който се създават слънчевите системи, се нарича небуларна теория. Произходът на планетите обаче не е същият като този на Слънцето. Слънцето не само е много по-голямо, но и съставът му е доста по-различен от този на планетите.

Въртенето на планетите около Слънцето и на всяка една от тях около собствената ѝ ос се дължи на това, че първоначалният газов облак е имал различна плътност на различните места. Въртенето се е увеличило поради свиването под действието на гравитацията (запазване на енергията). Така се е увеличила и плоскостта на формата на Слънчевата система. Тъй като свиването продължило, запазването на ъгловия момент означавало, че въртенето се ускорило. Това до голяма степен не позволява на газа да се залепи директно върху централното ядро. Газът е принуден да се разпространява навън близо до екваториалната равнина, образувайки диск, който на свой ред се прилепва към ядрото.

Гравитацията е накарала атомите в Слънцето да се приближат много близо един до друг. Цялата тази енергия в крайна сметка превърна нашето Слънце в звезда. То получава енергията си от превръщането на водорода в хелий. Този процес все още е в начален стадий.

Поради огромната маса на Слънцето (99,86% от цялата маса на Слънчевата система), то има много силна гравитация. Центробежната сила на планетите, които се въртят около Слънцето, балансира гравитационното привличане на Слънцето. Огромната плътност в ядрото му предизвиква реакция на термоядрен синтез, при която водородът се превръща в хелий с излъчване на топлина, светлина и други форми на електромагнитно излъчване.

Скалите и прахта изграждат земните планети, техните луни, астероидите и всички останали обекти в Слънчевата система. Планетите газови гиганти също имат скални или метални центрове. Това е известно от данните, събирани от спътници. Този скалист материал не може да произхожда от Слънцето, тъй като Слънцето се състои само от водород и малко хелий.

Следващият въпрос е: ако Слънцето превръща водорода в хелий, откъде идват всички останали елементи? Има само един възможен отговор: тези висши елементи са дошли от по-ранни поколения звезди. Огромни свръхнови, които са избухнали преди милиарди години в съседство с младата Слънчева система, са произвели висшите елементи. Огромните звезди преминават през жизнения си цикъл много по-бързо от по-малките звезди. Това се дължи на още по-високите налягания и температури в тях в сравнение със средна звезда от главната последователност като Слънцето.




  Представа на художника за мъглявината, от която започва Слънчевата система  Zoom
Представа на художника за мъглявината, от която започва Слънчевата система  

История на идеята

Хипотезата за мъглявините, както я наричат, е разработена за първи път през XVIII век. Трима души работят по нея:

Сведенборг пръв е имал тази идея, а Кант я е превърнал в истинска теория. През 1755 г. Кант публикува своята Всеобща естествена история и теория на небето (на немски език, разбира се). Той твърди, че газообразните облаци, мъглявините, бавно се въртят, постепенно се срутват и сплескват поради гравитацията. В крайна сметка те образуват звезди и планети.

Междувременно подобен модел е разработен самостоятелно и предложен през 1796 г. от Лаплас в неговата Exposition du systeme du monde. Той смята, че първоначално Слънцето е имало разширена гореща атмосфера в целия обем на Слънчевата система. В неговата теория е имало свиваща се и охлаждаща се протосоларна мъглявина. С охлаждането и свиването на мъглявината тя се сплесква и върти по-бързо, изхвърляйки (или изхвърляйки) поредица от газообразни пръстени от материал; според него планетите са кондензирани от този материал. Неговият модел е подобен на този на Кант, но е по-подробен и по-малък. За съжаление във версията на Лаплас имало проблем. Основният проблем бил свързан с разпределението на ъгловия момент между Слънцето и планетите. Планетите притежават 99 % от ъгловия момент и този факт не можел да бъде обяснен с мъглявия модел. Изминало доста време, преди това да бъде разбрано.

Раждането на съвременната широко приета теория за образуването на планетите - моделът на слънчевия мъгляв диск (SNDM) - се дължи на съветския астроном Виктор Сафронов. Неговата книга "Еволюция на протопланетния облак и формиране на Земята и планетите", преведена на английски език през 1972 г., има голям ефект. В тази книга бяха формулирани почти всички основни проблеми на процеса на образуване на планетите и някои от тях бяха решени. Идеите на Сафронов бяха доразвити. Все още има доста аспекти на Слънчевата система, които трябва да бъдат обяснени.

Въпреки че първоначално се прилагаше само за нашата Слънчева система, сега се смята, че SNDM е обичайният начин за образуване на звезди в цялата Вселена. Към август 2017 г. в нашата галактика са открити над 3000 извънслънчеви планети.


 

Метеоритите като ключ към датите

Според хипотезата за мъглявините Слънчевата система се е образувала в резултат на гравитационен колапс на фрагмент от гигантски молекулярен облак. Облакът е бил с диаметър около 20 парсека (65 светлинни години), докато фрагментите са били с диаметър около 1 парсек (три и четвърт светлинни години).

Поради запазването на ъгловия момент мъглявината се върти все по-бързо, докато се срутва. Тъй като материалът в мъглявината се сгъстява, атомите в нея започват да се сблъскват с нарастваща честота, превръщайки кинетичната си енергия в топлина. Центърът, в който се събираше по-голямата част от масата, ставаше все по-горещ от околния диск. В продължение на около 100 000 години в центъра започна да се образува гореща, плътна протозвезда.

Най-старите включвания, открити в метеоритите, може би са първите твърди материали, които са се образували в презоларната мъглявина. Те са на възраст 4568,2 милиона години. Това е едно от определенията за възрастта на Слънчевата система.



 Изображение от Хъбъл на протопланетни дискове в мъглявината Орион - "звезден разсадник" с ширина светлинни години, вероятно много подобен на първичната мъглявина, от която се е образувало Слънцето  Zoom
Изображение от Хъбъл на протопланетни дискове в мъглявината Орион - "звезден разсадник" с ширина светлинни години, вероятно много подобен на първичната мъглявина, от която се е образувало Слънцето  

Въпроси и отговори

В: Какво представлява теорията за мъглявините?


О: Небуларната теория е процес, при който се създават слънчеви системи. Тя обяснява как голям облак от газ в дадена област на пространството може да бъде привлечен от гравитацията, като в крайна сметка се образува звезда като Слънцето и планетите.

Въпрос: Как Слънцето получава енергията си?


О: Слънцето получава енергията си от превръщането на водорода в хелий чрез реакция на термоядрен синтез в ядрото си, при което се отделят топлина, светлина и други форми на електромагнитно излъчване.

В: Какво кара планетите да се въртят около собствената си ос?


О: Първоначалният газов облак е имал различна плътност на различни места, което го е накарало да се върти около Слънцето и около собствената ос на всяка планета. Това въртене се е увеличило поради свиването под действието на гравитацията (запазване на енергията) и запазването на ъгловия момент.

Въпрос: Откъде идват всички елементи, от които са изградени земните планети, луните, астероидите и т.н.?


О: Всички елементи, освен водорода и хелия, произхождат от по-ранни поколения звезди, които са избухнали преди милиарди години близо до нашата млада Слънчева система - тези огромни свръхнови са произвели висшите елементи.

Въпрос: Защо огромните звезди преминават през жизнения си цикъл много по-бързо от по-малките?


О: Огромните звезди имат още по-високи налягания и температури вътре в тях в сравнение със средна звезда от главната последователност като Слънцето - това ги кара да преминават през жизнения си цикъл много по-бързо от по-малките звезди.

Въпрос: Какво е довело до образуването на нашата Слънчева система преди около 4,6 милиарда години?


О: Преди около 4,6 милиарда години в близост до нашата област от космоса е имало голям облак от газ - всички неща с маса гравитират едно към друго, така че това е привлякло целия газ към центъра, докато той е достигнал достатъчно високо налягане, за да може водородните атоми да се слеят в хелий, давайки началото на нашата звезда, която познаваме като Слънцето.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3