Гипотеза образования Солнца
Что такое парсек?
Расстояние от звезды, соответствующее параллаксу 1”, называется парсеком (пк) 1пк = 206 265 а.е.
Что такое эффект Допплера?
Сколько лет Вселенной?
Возраст Вселенной составляет около 14,7 миллиардов лет.
Закон Хаббла
В 1929 г. Эдвин Хаббл измерял скорости движения галактик. Для этого он определял так называемое “красное смещение” — наблюдаемый в спектрах излучения галактик сдвиг спектральных линий, присущих определенным химическим элементам, в сторону более длинных волн по сравнению с их нормальными.Скорость (V) удаления галактик в зависимости от их расстояния (R) от нашей Галактики описывается простым выражением V=HR. (Постоянная Н называется постоянной Хаббла и ее современное значение составляет около 70 км/с Мпк.)
Какой тип нашей Галактики
Галактика относится к классу спиральных галактик, что означает, что у Галактики есть спиральные рукава, которые расположены в плоскости диска.
Размер нашей Галактики. Число звезд в ней
Наша Галактика составляет в поперечнике около 30 тысяч парсек и содержит около 100 миллиардов звёзд. Основная масса звёзд расположена в форме плоского диска. Масса Галактики оценивается в 5,8×10 11 масс Солнца, или 1,15×10 42 кг.
Где находится наша солнечная система в Галактике
Солнечная система находится на расстоянии 8,5 тысяч парсек от галактического центра, вблизи плоскости Галактики (смещение к Северному полюсу Галактики составляет всего 10 парсек), на внутреннем краю рукава, носящего название рукав Ориона
По какой орбите движется Земля и что такое эксцентриситет?
Первый закон Кеплера. Орбита каждой планеты есть эллипс, в одном из фокусов (F1) которого находится Солнце. Форму эллипса, степень его отличия от окружности характеризует (эксцентриситет е) отношение:
е=c/a, с=(a 2 – b 2 ) 0,5
(пример: Орбиты Венеры и Земли близки к окружностям (эксцентриситет орбиты Венеры 0,0068, Земли — 0,0167). Орбиты большинства других планет более вытянуты.)
Формула закона всемирного тяготения
НЬЮТОН ОБОБЩИЛ И УТОЧНЕНИЛ ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА,опираясь на Закон всемирного тяготения.
Все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними: F=Gm1m2/r 2
где т1 и т2 — массы тел; r — расстояние между их центрами; G — гравитационная постоянная (в системе СИ G= 6,67 •10 -11 Н×м 2 /кг 2 ).
Виды гипотез происхождения солнечной системы
Две группы гипотез:
-небулярные (лат. «небула» — туман ):-холодные,-горячие,- катастрофические.
Гипотеза Канта
1.И.Кант (1755).По мнению И. Канта, Солнечная система возникла из огромного пылевого облака мелких твердых холодных частиц, взаимно притягивающих друг друга. В этом хаотическом облаке, как считал Кант, должны были рано или поздно образоваться отдельные сгущения, постепенно уплотняющиеся за счет падающих на них новых частиц. Самое большое из сгущений стало Солнцем, а меньшие — планетами.
Гипотеза Лапласа
Лаплас предполагал, что Солнце и планеты образовались из огромной раскаленной вращающейся газовой туманности. Под влиянием холода мирового пространства туманность сжималась, при сжатии угловая скорость ее вращения увеличивалась, а сама туманность постепенно сплющивалась, превращаясь в кольца, которые затем превращались в планеты.Центральный сгусток туманности превратился в Солнце. (Гипотеза Лапласа просуществовала около полутора веков Обе гипотезы сходны между собой по существу и часто рассматриваются как одна, а авторов ее считают основоположниками научной космогонии.)
13) Механизм формирования планет
Согласно современным космогоническим представлениям Земля и Луна, как и другие планеты Солнечной системы, образовались за счет аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого «протопланетного» облака, состоявшего из холодной пыли и частичек замерзших газов.
Гипотеза Шмидта
Солнечная система образовалась из облака межзвездной материи, захваченной Солнцем в процессе вокруг центра Галактики. Облако межзвездной материи обладало некоторым вращением, в противном случае его частицы выпали бы на Солнце.«Протопланетное» облако состоявшего из холодной пыли и частичек замерзших газов. Составляющие облако частицы вещества обращались вокруг Солнца и, испытывая взаимное тяготение, падали друг на друга, образуя постепенно растущие сгущения — зародыши будущих планет («протопланеты»). При этом «протопланетное» облако постепенно сплющивалось, а конденсирующиеся «протопланеты» приобретали все более и более круговые орбиты.
Гипотеза образования Солнца
1. Первоначальное вращающееся газопылевое облако начало сжиматься под действием гравитационных сил. 2. Центральная часть сжимается самостоятельно и превращается в протозвезду. Переферийная часть облака с массой, примерно в десять раз меньше центральной части, продолжает медленно вращаться вокруг центрального утолщения. В ней образуется газопылевой диск — протопланетное облако 3. Из-за гравитационной неустойчивости в пылевом диске образуются отдельные мелкие холодные сгустки, которые, сталкиваясь друг с другом, образуют все более массивные тела – планетезимали. Образуется рой допланетных тел размером около 1 км, количество таких тел очень велико – миллиарды. 4. Затем допланетные тела объединяются в протопланеты. Аккумуляция планет продолжается миллионы лет.(Образование звезды.При достижении температуры в несколько тысяч кельвинов, центральная область диска начала светиться (протозвезда). Вещество облака продолжало падать на протозвезду, увеличивая давление и температуру в центре. )5. При достижении температуры центра облака в несколько тысяч кельвинов, он начинает светиться (протозвезда). Вещество облака продолжало падать на протозвезду, увеличивая давление и температуру в центре. Внешние же области диска оставались относительно холодными. 6. Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов кельвинов, в центральной области запустилась термоядерная реакция горения водорода. Протозвезда превратилась в обычную звезду главной последовательности.7.Во внешней области диска крупные сгущения образовали планеты, вращающиеся вокруг центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении. 8.Протосолнце становится горячим. Его излучение нагревает внутреннюю область протопланетного облака до 400 К, образовав зону испарения. Под действием солнечного ветра и давления света легкие химические элементы (водород и гелий) оттесняются из окрестностей молодой звезды. В далекой области, на расстоянии свыше 5 а.е., образуется зона намерзания с температурой примерно 50 К. Это приводит к различиям в химическом составе будущих планет
Источник
Рождение Солнечной системы
Рождение Солнечной системы – одна из главных загадок современной науки. Существует множество разных гипотез на эту тему, но весомых доказательств на данный момент нет ни у одной из них. Чтобы понять, как и когда появилась Солнечная система, требуется досконально изучить ее объекты. Но, чем больше ученые выясняют, тем больше вопросов у них появляется. Разгадка этой тайны позволит узнать больше узнать не только о нашей системе, но и обо всей Вселенной в целом. О самых популярных теориях рождения Солнечной системы вы узнаете в этой статье.
Возраст
Основной гипотезой появления Солнечной системы на данный момент является небулярная модель. Она, конечно же, не единственная, но ее принимает большинство ученых. Согласно этому предположению, наша система появилась из облака газа и пыли.
Первым эту модель предложил, как ни странно, не астроном и физик-теоретик, а известный немецкий философ восемнадцатого века Иммануил Кант. В дальнейшем гипотезу развивали, пытались доказать. И сегодня она считается одной из наиболее правдоподобных.
Рождение Солнечной системы
Согласно Канту, наша звезда и планеты возникли из облака газа в процессе его мощнейшего гравитационного сжатия. Исходя из этой модели, возраст Солнечной системы оценивается в 4,6 миллиарда лет. Процесс формирования Солнца длился около 10 млн лет, а планеты образовывались гораздо быстрее – несколько сотен тысяч лет. Значительно позже появился пояс астероидов и более мелкие объекты.
Появление Солнца
Создание Солнечной системы, согласно небулярной модели, началось с рождения нашей звезды, которая затем обзавелась вокруг себя планетами и другими телами. Как говорит гипотеза Канта, Солнце появилось из-за коллапса облака водорода. Подобные облака называют протозвездными туманностями.
Такая туманность под воздействием гравитации притягивает к себе газ, который скапливается в центре, сжимается и образовывает ядро будущей звезды. Помимо этого, туманность притягивает межзвездную пыль, все это объединяется и формирует орбитальное движение объекта. Затем коллапс водородного облака ослабевает, а газ и пыль начинают вращаться.
Появление Солнца
Чтобы протозвезда наконец начала превращаться в звезду, ее масса должна быть примерно в 80 раз больше массы Юпитера. Набирается этот вес с помощью захвата газа и материи вокруг себя. Когда масса будет набрана, в ядре объекта начнут протекать первые термоядерные реакции. С рождения тела до этого самого момента обычно проходит около ста тысяч лет.
Первая стадия молодой звезды – коричневый карлик. В этой форме она еще совсем мала, поэтому должна продолжать набирать материю. Чтобы достичь примерно такой же массы, как у Солнца, звезде понадобятся еще сотни миллионов лет.
Когда звезда будет полностью сформирована, вокруг нее появится протопланетный диск. К этому времени небесное светило успеет немного остыть, что спровоцирует конденсацию пыли вокруг нее. Мало-помалу из этих частичек сформируются планетезимали – основные составляющие будущих планет.
Появление твердых планет
Твердые небесные тела Солнечной системы также называют планетами внутренней группы. Они находятся в горячей области протопланетного диска, где лед быстро плавится, поэтому эти объекты состоят по большей части из твердых горных пород, устойчивых к высоким температурам.
Появление твердых планет
Планетезимали начинают постепенно обрастать новыми частицами, пока полностью не соберут все доступные им ресурсы. Тогда планеты станут понемногу принимать округлую форму и получать орбиту. Таким образом, появление твердых небесных тел Солнечной системы продолжалось несколько десятков миллионов лет.
Рождение газовых гигантов
Газовые гиганты Солнечной системы рождаются дольше, и весь процесс происходит намного сложнее, чем у твердых планет. В начале они также образуются из планетезималей, но немного других. Так как они формируются в более холодной области протопланетного диска, их планетезимали по большей части состоят изо льда и газа. Таким образом газ собирается пару миллионов лет, пока его запасы вокруг не иссякнут. Газовые гиганты оказывают большое влияние на твердые планеты, так как чем раньше они появились, тем меньше материала остается на формирование таких небесных тел как Земля.
Рождение газовых гигантов
Появление пояса астероидов и спутников планет
В самом конце развития Солнечной системы появился знаменитый пояс астероидов, а затем и спутники планет. Согласно теории, пояс образовался из остатков строительного материала небесных тел нашей системы. А спутники могли появиться разными способами:
- Планеты могли захватить объекты из пояса астероидов с помощью своей гравитации.
- В результате столкновения небесного тела с другим крупным объектом от него мог отколоться кусок, который затем выбросило на орбиту.
- Спутник может начать свое образование вместе с планетой еще на стадии ее формирования.
Появление пояса астероидов и спутников планет
Что будет с нашей звездой дальше
Пока внутри солнечного ядра достаточно водорода, оно будет продолжать светить, как прежде. Когда запасы топлива начнут иссякать (примерно через 5-7 миллиардов лет), звезда станет расширяться, превращаясь в красного гиганта и выделяя все большее количество энергии. В результате этого, температура на Земле поднимется настолько, что ее океаны высохнут. А она сама либо станет похожей на Венеру, либо будет поглощена увеличившимся в размерах Солнцем. Произойдет это не сразу, а в течение нескольких миллиардов лет. Зато Марс к тому времени должен стать вполне пригодной для существования планетой. Правда не на долго.
Растущее Солнце будет поглощать все вокруг себя, пока в нем не начнутся новые термоядерные реакции по преобразованию гелия в углерод. На это тоже уйдут миллионы лет, за которые Солнце выбросит громадное количество звездного вещества в космос, образуя планетарную туманность. Планеты, которые не будут им поглощены, сойдут с орбит, начав хаотичное движение в космосе, а затем будут постепенно остывать и умирать. Постепенно красный гигант остынет и уменьшится, превратившись в белого карлика. Таким образом, Солнечная система закончит свое существование примерно через 8 миллиардов лет.
Растущее Солнце
Другие гипотезы
Небулярная модель, предложенная Кантом, является не единственной гипотезой рождения Солнечной системы. Существуют и другие, например:
- Гипотеза Джинса. Две молодые звезды столкнулись друг с другом, из-за чего произошел огромный выброс материи в космос, из которой затем образовались планеты.
- Гипотеза Лаппаса. Из солнечной атмосферы сформировались газообразные кольца, которые затем сжимались, составляя основу для появления планет.
- Гипотеза Фасенкова. Все планеты Солнечной системы сформировались из газа, выброшенного нашей звездой.
Источник