Рождение солнечной системы
В течение многих лет живущие на Земле люди постоянно смотрели в небо при этом задавая себе лишь один вопрос: «Какая связь между космосом и людьми?». В древности люди воздвигали пирамиды, чтобы при помощи них предсказывать самые разные космические события и поклонятся небесным богам.
С появлением первых телескопов стало ясно, что вселенная на самом деле не имеет ничего схожего с тем, что нам представлялось. Благодаря таким телескопам ученые смогли увидеть, что находится на самом деле во вселенной и это оказались не Боги, а планеты и звезды, невероятно больших размеров облака газа.
В 1755 году немецкий ученый-философ Иммануил Кант обратил внимание на эти облака и через некоторое время смог создать одну из теорий рождения нашей солнечной системы. Ключевая идея Канта была в том, что туманности имеют способность сжиматься, уплотняясь при этом в планеты и звезды. В этом и заключается теория туманности.
Благодаря этой самой теории Канта ученые могут объяснить рождение нашей солнечной системы. За счет сегодняшних наблюдений ученые могут так же узнать, как формируются планеты.
По мере того, как туманность сжимается под собственной массой, оно вращается все быстрее и в центре формируется сгусток плотной материи. Это протозвезда. Сначала она нагревается за счет трения, однако, когда температура достигает почти десяти миллионов градусов по Цельсию, происходит некий ядерный синтез.
Четыре с половиной миллиардов лет тому назад была рождена наша звезда. Атомы водорода сливаются при этом, образуя гелий, и выделяют фотоны — это так называемый первый свет, рожденный солнцем. После чего солнце излучает свет в молодую солнечную систему.
Ученые считают, что рождение нашей вселенной было очень эффектным, ведь происходили постоянные взрывы. Вот так и была рождена солнечная система.
Источник
Рождение Солнечной системы
Одним из главных вопросов, ответ на который долгое время ищут исследователи космического пространства, является вопрос о рождении Солнечной системы. Изучение небесных тел данной области помогает сформировать все новые и более логичные гипотезы о происхождении нашей звездной системы. Поиск разгадки подталкивает человечество к улучшению исследовательской техники, а также к расширению горизонтов понимания Вселенной.
В данной статье вы узнаете самые современные теории о рождении и формировании Солнечной системы.
Когда появилась
Самой принимаемой в научном сообществе гипотезой о том, как появилась Солнечная система, является небулярная модель. Ее основная идея заключается в том, что наша звездная система сформировалась из газопылевого облака.
Небулярную гипотезу первым сформулировал немецкий философ Кант в 1755 году. В последующем она неоднократно проверялась и улучшалась. На данный момент именно ее придерживается большинство исследователей космоса.
По гипотезе Канта, Солнце и планеты вокруг него появились из массивного водородного облака путем его сильного гравитационного сжатия. Произошло это около 4,6 млрд. лет назад. Образование самой звезды заняло около 10 миллионов лет, а на окончательное формирование остальных объектов ушло до нескольких сотен тысячелетий. В последующем возникли такие структуры, как пояс астероидов и планетарные спутники.
Этапы формирования
Разберем основные тезисы небулярной гипотезы возникновения Солнечной системы. Вначале рождается центральная звезда. Она формируется из огромного облака холодного водорода. В определенным момент водородная масса начинает быстро сжиматься под действием гравитационных сил, т.е. коллапсировать. От нее отделяются фрагменты, которые также подвергаются гравитационному коллапсу и сжимаются до размеров звезд. Эти части облака зовутся протозвездными туманностями.
Образование Солнца
Туманность начинает постепенно притягивать к себе огромные массы межзвездной пыли и газа, за счет чего начинается ее орбитальное движение. В центральной части данной области газ начинает сжиматься, образуя раскаленное ядро звезды. Постепенно коллапс туманности проходит и ускоряется вращательный момент протозвезды. Газ и пыль вокруг нее приобретают значительное ускорение.
После набором протозвезды достаточной массы путем приращения газа и материи, запускается процесс термоядерных реакций в ее ядре. Для этого масса протозвезды должна быть в 80 раз больше массы Юпитера. С момента формирования туманности до запуска в протозвезде термоядерных реакций проходит в среднем 100000 лет.
Новая звезда еще очень мала – она находится в стадии коричневого карлика. Она продолжает аккрецировать материю из туманности и постепенно в течение нескольких сотен миллионов лет превращается в звезду солнцеподобного типа.
После того, как значительная часть массы протозвездной туманности сформировало звезду, вокруг нее образуется протопланетный диск. Постепенно молодая звезда и окружающее ее пространство остывает, что приводит к конденсации летучих веществ. Формируются пылевые частички, начинающие слипаться между собой. Так постепенно образуются планетазимали – «кирпичики» диаметром не более 1 км, из которых строятся планеты.
Формирование планет внутренней группы
Планеты внутренней группы сформировались в тех областях протопланетного диска, где температура слишком высока для существования частиц льда и газа в диком состоянии. Поэтому эти объекты построены преимущественно из термоустойчивых горных пород. Планетазимали вначале быстро приращивают массу, достигая диаметра более километра. Далее крупные фрагменты притягивают к себе более мелкие, пока запас планетазималей в диске не окажется полностью исчерпан. Наступает стадия окончательного формирования Солнечной системы и приобретения ее телами определенной орбиты. Весь процесс возникновения планеты внутренней группы занял от 10 до 100 миллионов лет.
Возникновение газовых гигантов
Формирование газовых гигантов более сложный процесс. До момента образования крупных планетазималей их развитие подобно планетам земного типа. Но в их составе содержатся частицы льда, и они наращивают свою массу путем аккреции газа из протопланетного диска. Это возможно, т.к. во внешней области будущей звездной системы температуры относительно невысоки. Процесс сбора газа занимает несколько миллионов лет до истощения газовых запасов диска. Формирование газовых гигантов оказывает значительное влияние на количество твердотельных планет внутри системы. Чем раньше началось образование газовых планет, тем меньше строительного материала останется на формирование землеподобных тел.
Одной из заключительных стадий эволюции Солнечной системы стало образование главного пояса астероидов. Считается, что он образован из «строительного материала», оставшегося после формирования основных планет. Возникновение же спутников у планет могло идти тремя основными путями:
- захват независимых тел гравитацией планеты;
- выброс на орбиту фрагмента планеты после ее столкновения с крупным объектом;
- совместная аккреция с «хозяином» из одного протопланетного диска.
Будущее Солнца
Наша звездная система будет сохранять относительную стабильность до истощения запасов водорода внутри солнечного ядра. Стареющее Солнце будет быстро увеличиваться в размерах и излучать все больше энергии. Через 1 млрд. лет поверхность Земли разогреется до состояния полного испарения воды мирового океана. Облака водяного пара усилят парниковый эффект, еще больше разогрев планету. Еще через 2,5 млрд. лет Земля по условиям станет схожа с современной Венерой, а вот Марс станет вполне пригоден для жизни.
Через 7 млрд. лет запасы солнечного водорода полностью закончатся, и звезда начнет выжигать водород из окружающей оболочки. Это приведет к ее разрастанию и переходу в стадию красного гиганта. Меркурий, Венера и Земля будут поглощены огромной звездой.
Солнечное ядро будет быстро набирать массу, пока в нем не запустится термоядерная реакция преобразования гелия в углерод. Эта стадия продлится еще несколько сотен миллионов лет, а после сбросит в космическое пространство огромные массы звездного вещества. Сформируется планетарная туманность. Оставшиеся небесные тела сдвинутся со своих орбит, приобретя хаотичное движение. Еще через 75 тысяч лет красный гигант полностью преобразится в белого карлика, который постепенно будет остывать и угасать. Оставшиеся вокруг планеты также будут остывать и умирать вместе с центральной звездой. По подсчетам ученых, вся эволюция Солнечной системы от рождения до смерти займет около 12,5 млрд. лет.
Перечень альтернативных теорий
Кроме небулярной гипотезы Канта есть и другие идеи о том, как появилась Солнечная система. Наиболее популярными из них являются:
- Гипотеза Джинса – формирование системы произошло в результате катастрофы. Солнце столкнулось с другой звездой, в результате часть выброшенного в космическое пространство вещества конденсировалось и образовало планеты.
- Гипотеза Лаппаса – планетарная туманность представляет собой атмосферу Солнца. При достаточном ускорении всей системы формируются туманные кольца, в последующем сгущающиеся до туманных комов – будущих планет.
- Гипотеза Фасенкова – все объекты образованы из газовых масс, отделившихся от Солнца в результате его вращения. Из этого следует, что все звезды рождаются горячими и планеты возникают как результат сброса вещества при их охлаждении.
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