Формирање Сунчевог система

Уметничко виђење прасунчеве маглине.

Слика са Свемирског телескопа Хабла који приказује протопланетарне прстенове у Орионовој маглини (Messier 42), који вероватно врло наликује стању какво је владало у прасунчевој маглини код стварања нашег Сунчевог система.

Низ протон-протон доминира у звездама величине Сунца или мањим.

Јовијанске планете; од врха према доле: Нептун, Уран, Сатурн и Јупитер.

Терестријске планете: Меркур, Венера, Земља и Марс у стварним бојама и сразмери.

Превладавајућа теорија формирања Сунчевог система данас је теорија о заједничком настанку Сунца и планета, а њој су највише придонели својим радовима Карл Фридрих фон Вајцзекер (1944), Ханес Алвен (1945), Џерард Кајпер (1951) и Фред Хојл (1960). Теорија се заснива на посматрањима младих звезда које се обликују у подручју хладних међузвезданих облака и које су окружене маглином (Хербиг–аро објецт). Постанак им се одвија у неколико корака. Најпре се велики међузвездани гасно-прашни облак скупља и истодобно цепа на мање делове (фрагментација). Из једног облачног дела обликује се прасунчева маглина као ротирајући диск. У средишту је диска будуће Сунце, које прикупља највише масе, а згушњавају се и делови диска, те чине језгра будућих планета. Планете расту од мањих делова (планетезимала), око којих се окупља гас. Младо се Сунце стеже, загрева и у његовом се средишту пали термонуклеарни извор. Осим хемијским саставом, грађа и величина планета биће условљена Сунчевим зрачењем и Сунчевим ветром. Ближе Сунцу, температура је виша; на положају где се температура спусти испод 1800 К очвршћавају се рефракторне, тешко топљиве материје, а при температурама нижима од 300 К и испарљиве, лако испарљиве материје. Ближи су протопланете због тога веће густине, док удаљеније протопланете, оне од којих ће настати дивовске планете попут Јупитера, нарасту привлачећи из маглине већинске гасове, водоник и хелијум. У трајању од приближно 100 милиона година, планете и мања тела прикупе сав материјал маглине, након чега долази до дуготрајних промена у унутрашњој грађи планета, до таложења (седиментације) и хемијских диференцијација по дубини, то јест до данас затеченог стања.

Постанак планетног система

Према данашњем схваћању, постанак и развој планетског система одвијао се у неколико корака. Понајпре, велики међузвездани облак се збија и притом цепа на мање делове (фрагментације). Из материје садржане у једном облачном фрагменту обликује се Сунчева маглина као ротирајући диск; у њему долази до прерасподеле количине кретања и припремају се услови за настанак малих компактних тела. Након тога консолидују се планете. Зависно од грађе с којом су стасале, планете и њихови већи сателити пролазе кроз геолошки развој. Претпоставља се да је садашње стање тела у планетском систему последица начина настанка и развоја који је следио након постанка. Стога се и космогонија планетског система проверава садашњим стањем свих врста тела, а у целовиту општу слику треба да се уклопе и промене присутне у појединачним случајевима.

Судећи по развоју звезда, Сунчев је систем настао из међузвезданог материјала који се налазио у спиралном краку наше галаксије (Млечни пут). Хладни облаци гаса и прашине постоје у галактичкој равнини и данас, много година након настанка првих звезда галаксије. Да би се ти облаци претворили у звезде, гравитациона сила мора надјачати тежњу гаса да се шири (експандира). Да би гравитационо привлачење надвладало, густина облака мора при даној температури прећи неку критичну вредност. Замишљена су два начина на која долази до повећања густине: улазак међузвезданог облака у подручје спиралног крака галаксије или појава супернове у непосредној близини. Изучавање галаксија показује да је у краковима међузвездана материја веће густоће него изван кракова, па се с уласком облака у спирални крак облак успорава и сабија. С друге стране, супернове ударним таласом збијају међузвездану материју. У случају нашег система постоји евиденција да се збила експлозија супернове. У угљоводоничним метеоритима нађени су изотопи који су потомци радиоактивних елемената кратког времена живота, а који се производе у току експлозије супернове. Према броју атома изотопа процењено је да је од појаве супернове до укрућивања метеоритског материјала прошло од неколико милиона до неколико десетина милиона година.

Прасунчева маглина

Приликом одвајања од других делова међузвезданог облака прасунчева маглина задржава галактичко магнетно поље - важно својство међузвезданог простора, а задржава и динамичко стање у којему се облак налазио. Прасунчева маглина се зато при осамостаљењу врти (ротира), и у односу на средиште галаксије, и у односу на друге галаксије. Маглина наставља да се урушава. Материја пада према средишту облака где настаје младо Сунце. Оно се због стискања заграва и све јаче светли. Најјаче је загрејано у средишту, и тамо се почињу јављати термонуклеарне реакције, које ће му дабати енергију у дугом низу година. Сунце се престаје стезати тек када експанзивни притисак гаса порасте толико да се изједначи са хидростатичким притиском.

За време стезања Сунца и стезања целе маглине, а због сачувања угаоне количине кретања, Сунце и маглина се врте све брже. Диск је то плоснатији што се брже врти. Диск је тело осне симетрије и има једну особену раван - раван екватора. Оне честице које се још не налазе у екваторској равнини привлачи, осим Сунца, и већа маса која се у екваторској равни већ налази; честице „падају” у раван екватора. То омогућавају и томе придоносе, нееластични судари међу честицама, јер се у току нееластичног судара смањује компонента брзине нормална на екваторску раван (слично се дешава код Сатурнових прстенова). Такво владање јаче је изражено код зрнаца праха него код слободних атома, па се прах врло брзо таложи у слој у екваторској равнини; много тањи од маглине. Стазе будућих планета биће ограничене на ширину слоја па не морају лежати тачно у равни Сунчевог екватора.

Незаобилазни динамички проблем развоја система означава пренос угаоне количине кретања са Сунца на планете. Будући је најмасивнији део маглине, прасунце садржи највећу угаону количину кретања. Данас је пак 50 пута већа количина кретања садржана у револуцији планета него у ротацији Сунца, иако Сунце има масу 750 пута већу од масе свих планета. На један начин, количина кретања може се пренети магнетним пољем. Оно је усредоточено у средишњем гасовитом згушћењу, младом Сунцу и силнице излазе из њега у облику спирала, пролазећи кроз читав диск. Ово својство магнетског поља је ограничено на јонизовани гас. Сунце је помоћу магнетног поља повезано с маглином и предаје јој енергију. Младо Сунце окретало се 100 пута брже. Замисле ли се магнетне силнице као еластичне лиснате опруге које вире из осовине - Сунца, може се закључити да те опруге пожурују вртњу маглине у којој су исидрене; иако је та слика посве механичка, она добро описује стваран процес. Сунчева се вртња преноси на маглину. Колико угаона количина кретрања маглине порасте, толико се угаона количина кретања Сунца смањи. Због повећања угаоне количине кретања маглина се удаљава од Сунца.

На други начин, угаона се количина кретања може пренети и путем вртложних кретања у маглини. А знатна количина кретања могла је да се изгуби у простор губитком масе у облику Сунчевог ветра. Пренос угаоне количине кретања са Сунца на маглину има двојаку последицу. С једне стране у једном ће се тренутку изгубити веза маглине и Сунца и оно више неће моћи усисавати маглину. Друго, маглина поприма количину кретања коју ће пренети на тела у њој рођена, на будуће планете.

Настајање планета

У маглини су морали постојати сви предуслови за њихово стварање (акумулацију): из распршеног стања, зрна праха и гас треба да се систематски окупе и створе небеско тело; у току окупљања материја мора проћи кроз одређени топлотни режим да би постигла одређени хемијски и минералошки састав; различите материје морају се затим просторно раздвојити, јер је и грађа свих тела Сунчевог система раслојена. Као центри кондензације служе зрна праха; она расту када на њих нееластично налећу молекули из гасовитиг стања. Будући да отпор гасовитог средства уједначује брзине кретања зрна, она се сударају малим брзинама и лепе (амалгамирају). Тако се у прасунчевој маглини јављају чврста тела. Повољни услови за њихов раст постоје само док је маглина релативно хладна.

Састав чврстих тела условљен је хемијским саставом маглине и топлотним својствима кроз који пролазе. У маглини превладава водоник (78% масе) и хелијум (20% масе), с примесом тежих елемената (2%). Елементи се јављају у гасовитом стању, то јест као слободни неутрални или јонизовани атоми и молекули, а уграђују се и у зрна прашине. Кондензација се одвија уз одређене температуре. У размаку температура од 1 000 до 1 800 К укрућује се жељезо, оксиди метала, силицијума и сличних (рефракторне, тешко топљиве материје). При температурама од 100 до 300 К и ниже, кондензирају се и лако испарљиви састојци (волатилне материје) као што су вода, угљен-диоксид, метан, амонијак; метална и силикатна зрна прекривају се смрзнутим материјама које су иначе код собне температуре у гасовитом стању. Гасовити остају једино водоник и племенити гасови хелијум, аргон и неон.

Минералошка својства метеорита потврђују постојање температура од 300 до 1 800 К и притисака до 1 бар. Стеновити сатав терестричких планета с великим уделом метала, те систем јовијанских планета који садрже знатне количине волатилних и залеђених материја, упућују на подручја с различитим топлотним условима. Стање је у складу с искуством астрофизике према коме млада звезда пролази кроз раздобље када јој је сјај промењив и са звезде ератично тече веома снажан ветар (промјењиве звезде Т-Таури). Ближе прасунцу састојци маглине су ижаривани, док су се у удаљеним (периферним) подручјима материје могле смрзавати.

Одлучујућа у стварању система је и друга последица Сунчев ветар. Ветар притиска на маглину и одбацује је. Са садашњим нивом Сунчевог ветра, прасунчева би се маглина распршила за 107 до 108 година. Маглина је могла бити посве одстрањена и за време док је Сунце пребивало у раздобљу звезда Т-Таури, то јест у року упоредивом с милион година. Ова околност оштро ограничава време потребно за приправљање материје од које ће настати планете. Чврста зрна морала су се у маглини створити пре него што је Сунце ушло у раздобље звезда Т-Таури, а гасовите атмосфере дивовских планета морале су се акумулирати у времену краћем од изгона маглине, јер после гаса више није било. Загревавање материје у маглини и изгон гасовитог садржаја били су ограничени на време од неколико стотина хиљада година до милион година.

О директном механизму акумулације планета мишљења су подељена. Према једном мишљењу, планете настају гравитацијским стезањем локалних делова маглине, исто тако као што је настало Сунце као централно згушћење. То значи да би се се они већ морали налазити у брзо ротирајућем диску који се стеже, као клупка материје која конкурише Сунцу у расподели масе маглине. Према другом мишљењу, планете настају у маглини тако што се акумулирају из мањих чврстих тела - планетезимала. Ове две могућности прилагођене су двама различитим моделима маглине. Гравитацијска контракција омогућена је у моделу маглине велике масе, за коју се претпоставља да је на почетку износила 1 масу Сунца, па је највећи део маглине изгубљен у простору. Модел маглине мале масе, од 0,05 до 0,1 масе Сунца, зауставља се на граници изнад које је све већа вероватноћа да од маглине настане друга звезда а не планета, то јест да Сунце добије звезданог пратиоца. Постоји и доња граница масе од 0,01 масе Сунца која се одређује тако да се данашњој укупној маси планета, у којој превладавају тежи елементи, додају елементи да би њихова заступљеност достигла заступљеност елемената на Сунцу, односно у међузвезданом материјалу.

Ова слика илуструје релативну величину планета с обзиром на величину Сунца у Сунчевом систему.

Плимну силу узрокују Сунце и Месец гравитацијским привлачењем водених маса, те центрифугалном силом која се јавља услед окретања Земље и Месеца односно Земље и Сунца око заједничког центра маса (барицентар).

Модел маглине мале масе

Динамичко владање чврстих тела у маглини зависи од њихове величине. Ситнија тела гас повлачи у кружењу око Сунца и задаје им угаону количину кретања. Због отпора средине зрна постижу заобљење стазе и помало у спиралама падају према Сунцу (као вештачки сателит у Земљиној атмосфери); ако су зрна заостајала у даљим деловима маглине, буду одбачена у свемир. Гасовита средина не повлачи тела нарасла до величине од 1 метар. Код таквих тела превладава међусобно привлачење и она се окупљају у још већа тела. То су планетезимали, елементи планета у току њиховог настајања. Након нестанка гасовите маглине само планетезимали остају у простору.

Хемијски састав планетезимала већ је прилагођен њиховој топлотној праисторији. Планетезимали који круже ближе Сунцу изграђени су од жељезног и стеновитог материјала, они који круже даље од Сунца тела су од смрзнутих гасова и воде, измешаних с тежим елементима у односу 3:1. Од првих настају планете Земљине групе. Нижа температура у вањским подручјима допуштала је да тамо планетезимали порасту пре, па су и планете које тамо од њих настају постале веће. Пратећа је појава да се око језгара дивовских планета јачом привлачном силом окупе и одрже велике количине водоника и хелијума. Динамичко стање тела последица је услова који су постојали у маглини: крећу се директно, стазе им много не отклањају од средишње равни симетрије исчезле маглине, и нису много издужене. Због мноштва, планетезимали се крећу у облику слабо повезаних скупова. Они се међусобно утркују, достижу и срастају. У основи механизма акумулације планетезимала је идеја да тело веће масе купи на себе тела мање масе. Једно веће тело креће се око Сунца стазом коју поремећује плимни утицај Сунца и осталих делова маглине, па тако у току времена прикупи планетезимале из једног широког прстенастог појаса. Није неочекивано да долази и до двоструких и вишеструких система у којима једно тело преузима улогу планета, а друго, или друга, улогу сателита. Сателити немају и своје сателите јер то спречава плимна сила планета. Због јаче привлачне силе дивовске планете окупљају већу свиту пратилаца.

Модел планетезимала и маглине мале масе добро је прилагођен акумулацији терестричких планета. Њихов раст траје око 100 милиона година. За толико је Сунце од њих старије. Пошто су планете створене, још је пола милијарде година међупланетарни простор био испуњен ситнијим материјалом, планетоидима, кометима и метеоридима. О томе свједоче кратери у површини свих крутих тела Сунчевог система, а трајање тешког бомбардовања датирано је испитивањем Месеца. Раст дивовских планета путем окупљања планетезимала и великих атмосфера био би предуг, дужи од трајања прасунчеве маглине. Њима је боље прилагођен модел маглине велике масе.

Јупитер с великом црвеном пегом и галилејански месеци.

Модел маглине велике масе

У том моделу, унутар ротирајућег диска обликују се прстенови веће густине који се стежу у дивовске гасовите протопланете. Димензије су им око астрономске јединице. Брзина стварања је велика, што је својство гравитацијског стезања, и највеће димензије протопланете постижу за око 50 000 година. У унутрашњем делу система дивовске гасовите протопланете могле су постојати само врло рано, за време раста Сунца. Неотпорне су на сударе и распадају се под плимним деловањем Сунца. Физички процеси на дивовским гасовитим протопланетима доводе директно до разликовања (диференцијације) материје по слојевима. Загревањем унутрашњих делова гравитацијском енергијом, чврста се зрна топе и таложе (седиментирају) у гасовитом средству према средишту. У средишту се протопланета може створити знатно растопљено језгро од тежих елемената, док је изван акумулирана велика гасовита атмосфера. Меркур, с врло великом просечном густином (иако је најмањи од терестичких планета) могао би бити остатак такве протопланете. Јупитер је окупио најдубљу атмосферу, а по заступљености елемената највише се приближио Сунцу. У поређењу са Јупитером, Сатурн показује мањак лаких елемената.

Планетоиди се налазе на граници која је делила подручје с нижом и вишом температуром. Изучавањем метеорита оцењено је да је овдје владала температура од 100 до 600 К. Разлози из којих се није створила целокупна планета се траже осим у одређеном физичком стању још и у поремећењима којима је Јупитер регулирао кретање планетоида. Већих је планетоида некада морало бити више. Међусобно сударање довело је до данашњих одломака (сударна еволуција).

По динамичким својствима комете припадају Сунчевом систему, али на посебан начин. По физичко-хемијским својствима, будући да се састоје претежно од слеђених материја, исходиште им треба тражити у даљим деловима Сунчеве маглине, у подручју Урана и Нептуна. По саставу, Уран и Нептун су чак ближе кометама него Јупитеру. Раст удаљенијих планета траје дуже, па те две планете нису стигле да захвате већу количину гасова. Комете су једноставне грађе која се није промијенила од времена настанка. Развој им је застао на првим корацима окупљања. Поремећене Јупитером и Сатурном, можда пролазним звездама, а такође и слабљењем привлачне силе прасунчеве маглине у време њеног расипања, одбачене су у Ортов облак комета, или су пак попадале по планетама.

О ранијим корацима геолошког развоја планета тешко је судити на темељу данашњих доказа. Планете Јупитерове групе незнатно измениле од настанка до данас. Све планете и сви сателити су хемијски и геолошки различити. Структура Земље показује да је она прошла кроз фазу топљења и кроз фазу диференцијације материје - када су материје веће густине тонуле према средишту, а оне мање густине узгоном се дизале према површини. Проблем је у томе којим је редоследом планета пролазила кроз те фазе и који су њени делови учествовали. Није немогуће да су протопланете већ у току окупљања из планетезимала у геометријском средишту прикупљале тела веће густине. Ако су настале уз присуство гасовите компоненте прасунчеве маглине, окупиле су и густе примарне атмосфере састављене од водоника и хелијума.

У последњој фази раста планете су вероватније биле на повишеној температури. Наиме, у тој фази преостала се тела сударају великим брзинама, што мора довести до високих температура протопланета, и до њиховог бар делимичног топљења. Топлота добијена при стварању отпуштала се у свемир, и уједно се преносила на дубље слојеве. Када би то био једини извор топлоте у историји планета, Земља би данас била изнутра много хладнија него што јесте. Други, једнако важан извор топлоте јесу процеси у радиоактивних елемената. Због дугог времена полураспада тих елемената, тај извор топлоте постаје делотворан тек у периоду од милијарду година, а тада се може растопити велик део планете. Планетно тело са растопљеним подручјима обавезно пролази кроз хемијску диференцијацију и раслојава се по дубини. Атоми већег обима, а мање густине, дифундирају према горњим слојевима и ту се, када растоп прелази у чврсто стање, уграђују у кристалну решетку. I обратно - атоми мањег обима, а веће густине, тону према средишту планете. Та је диференцијација довела до данашњег стања, у којем су жељезо и метали концентрисани у језгру Земље, а минерали мање густине у плашту поврх којега „плива” стврднута кора. Стога хемијски састав неког места у дубини Земље не одговара просечном обиљу елемената на Земљи. Половина свих радиоактивних елемената концентрисана је у Земљиној кори. Растопљени слојеви су у непрекидном кретању (струје конвекције или мешања) и доводе до магнетског поља.

Месец је прошао кроз диференцијацију само делимично. Док је у почетним стадијумима еволуције остао дехидриран. Земља је прикупила изненађујуће велику количину лако испарљивх једињења (оних који се стварају од атома водоника, угљеника, кисеоника и азота). Проблем је у томе што у почетном стадијуму, са загрејаним површинским слојевима, Земља није могла да задржи та једињења. Стога је веома привлачна идеја да су те материје на Земљу стигле падовима комета у време када је кора очврснула и подносила жестоко бомбардовање. Количина воде Земљиних океана износи 0,025% од укупне масе Земље; угљен-диоксида садржаног у кречњачким стенама има 10 пута мање, а азота 300 пута мање. Елементи потребни за развој живих организама пристигли су кометским материјалом из даљих подручја система. Због просечне температуре Земљине површине која се налази између ледишта и врелишта воде, а уз довољну јачину гравитацијског поља, лако испарљива једињења остала су заробљена. Тако би посредним путем комете довеле до појаве живота. Високе температуре на Венери нису погодовале задржавању водене паре, а на Марсу се вода смрзнула обликујући пермафрост. У атмосфери терестичких планета преовладао је угљен-диоксид, у ствари секундарна атмосфера. Атмосфера се отада променила само на Земљи, због појаве живота; Земља стога добија и терцијарну атмосферу.

Велики Јупитерови сателити и Сатурнов Титан физички се разликују и међусобно и од терестичких планета, мада се уклапају у општи модел. Галилејански сателити показују правилност у низу удаљености од Јупитера, геолошка им активност расте с приближавањем Јупитеру. Развој Ија био је насложенији. Ближи пратиоци кретали су се у простору кроз који се преносила топлота и енергичне честице магнетосфере младог Јупитера, па на њима има више наталожених теже испарљивих састојака. Започевши као груде блатног леда, сателити се поступно загрејавају, у чему удео има и радиоактивни извор, садржан у силикатној основи, и плимно стезање и растезање. Растопљени слојеви раздвајају се на теже и лакше састојке. Силикати су тонули и створили чврсто језгро, док је вода остала као омотач. Поврх воде испливала је мешавина леда и силиката, изложена свемирском простору. На Европи је остала само ледена кора што плута на води која чини петину масе. Слеђене површине Ганимеда и Калиста засићене су тамним метеоритским материјалом, па у својој унутрашњости окивају мекши плашт од леда и воде. Земља и Титан настали су од истих састојака који су постојали у прасунчевој маглини, али због других физичких услова метан и азот су, као довољно тешки тешки, задржани на Титану.

Далеко од Рошове границе, флуидни сателит (течни, гасни или сателит састављене од лабаве накупине чврстих делова) ће бити сферичан (кугласт).

У близини Рошове границе, сателит ће се издужити (деформирати) због утицаја плимне силе.

Унутар Рошове границе, сателит се почиње распадати (властита гравитациона сила сателита не може више држати његове делове на окупу због превеликог утицаја плимне силе).

Делови сателита ближи планету (црвени) се почињу брже кретати од даљих делова (плави) сателита.

Различите угаоне брзине делова сателита узрокују стварање прстена око планета (пример Сатурнови прстенови).

Небуларна теорија

Главни чланак: Небуларна теорија

Данашњи погледи на постанак планета резултат су искуства бројних истраживача, провереног непосредним подацима о физичком стању тела, о саставу њихових атмосфера, рељефу, хемијској и минералошкој структури, радиоактивном датирању, магнетском пољу, гравитацијском пољу. Од теорије Имануела Канта (1755.) и Пјер Симон Лапласа (1796) преузета је идеја о настанку Сунца и планета из међузвездане маглине (небуларна теорија). Кант је пошао од предоџбе хладног облака прашине у којем се приликом гравитацијског стезања ротација јавља сама од себе - што није могуће (унутарње силе не могу од хаотичног кретања да доведу до уређеног). Кант не иде даље од општих природословно-филозофских поставки. Лапласова теорија је прва метаматички обрађена теорија. Лаплас претпоставља да већ постоји усијана маглина која ротира те прати како се маглина хлади, стеже и убрзава ротацију. Данашњи след аргумената је друкчији: маглина се не стеже због хлађења, већ због превласти гравитацијског привлачења, а притом се, уз убрзање ротације, гравитацијском енергијом загрева. Када постигну брзину кружења, вањски делови маглине више не притискају на средишње делове. Постали су самостални и имају облик прстена. Средишња се маса даље стеже и тиме раздваја од прстена. Од прстена настају планете. Планете би тако морале настати поступним стезањем средишње масе која за собом редом оставља прстенове. А сателити би морали настати истим процесом при убрзавању вртње планета, које су по Лапласу на почетку такође гасовите. Постоји још један битан недостатак теорије. Оставивши самосталан прстен, централна маса би при стезању требало да задржи већи део угаоне количине кретања. Доказ против теорије је и кретање Сатурна и његових прстенова: унутрашњи делови Сатурновог прстена крећу се брже од Сатурнове површине; слично се и Фобос креће брже од Марсове површине. По данашњем тумачењу небуларне теорије маглина не долази у стање нестабилности због ротације. Осим тога, у одвојеном прстену пре ће доћи до ретроградне ротације планета него до директне. Теорије Канта и Лапласа напуштене су почетком 20. века углавном стога што нису успеле директно да предвиде расподелу количине кретања.

Катастрофна теорија о постанку планета

Појам планетезимала преузет је од Томаса Чраудера Чамберлина (1901.) и Фореста Реја Молтона (1905), који су развијали теорију катастрофе - теорију судара Сунца с другом звездом. При томе је привлачна сила требало да извуче из Сунчевог тела гас који се најпре кондензује у многобројна мала чврста тела, планетезимале, а затим се они удружују у пленете. Друга звезда је, због проласка, избаченој материји дала количину кретања, независну од величине Сунчеве ротације. Теорија не објашњава постанак планетских сателита.

Теорију катастрофе први је поставио Жорж-Луј Леклерк де Буфон (1745), замисливши тангенцијални пролет „некд велике” комета покрај Сунца, али теорија те врсте највише је повезивана с именом Џејмса Џинса (1917). Звезда која узрокује катастрофу улази по њему, унутар Рошове границе, плимни талас се диже и извлачи у облику гасног цилиндра. Цилиндар се распада на делове. Делови пролазе елиптичним стазама око Сунца те Сунчева плимна сила извлачи из њих још мање делове, умногостручавајући процес. Прво се у облику течности кондензују мања тела, сателити, а затим већа - планете. Кретање планета кочи се у преосталој гасовитој атмосфери и стазе им се заокружују. Џинсову теорију је развио Харолд Џефрис (1929), мада та теорија запада у тешкоће. Основна слабост садржана је у полазној претпоставци тесног судара. Таквих случајева у не може бити много у галаксији, па би и појава планетног система била редак догађај.

У једној варијанти теорије катастрофе, Сунце је члан двојног звезданог система, а планете настају од другог члана тог система, када на систем налеће звезда споља. Појавила се и хипотеза да друга звезда система експлодира као нова односно супернова, а планете се стварају из избаченог гаса, у гравитацијском пољу Сунца. Битан недостатак теорија које постулирају настанак планета од разређеног усијаног гаса је у томе што нема начина да се из таквог гаса створи хладно чрсто тело. Теорије по којима планете настају из материје извучене из Сунца, или из неке друге звезде сличне Сунцу, побија хемијски састав планета. Планете су настале из неизмењеног међузвезданог материјала, а не материјала који је претходно био обрађен у Сунцу. Хемијски састав планета подудара се с хемијским саставом међузвезданог материјала. Критичне су величине односа деутеријума и водоника (протијума) и удео литијума. Деутеријума и литијума Сунчева атмосфера има скоро 100 пута мање, него међузвездана материја, јер се ти елементи и њихови изотопи прерађују у термонуклеарним реакцијама.

Ото Шмит (1944) разматра међузвездани материјал који Сунце зароблава на путу кроз галаксију. Након захвата, облак се закреће односно врти око Сунца. У равни симетрије ротације - екваторској равни облака - окупљају се зрнца праха која расту и, акумулирајући се, граде планете. Планете се стварају хладне, а потом се загревавају радиоактивношћу. Такве теорије које не траже заједничко порекло Сунца и планета тумаче кретање планета близу равни Сунчевог екватора (нагнут је за 7° према равни еклиптике) чистом случајношћу. По данашњем схватању, то није случајност, већ последица заједничког настанка. Разлика равни кретања појединих планета, која уосталом није велика, тумачи се ширином ротирајућег магличастог диска у којем су биле смештене стазе планетезимала. Шмит поново уводи небуларну теорију. Данашњем облику небуларне теорије придонели су још Карл Фридрих фон Вајцзекер (1944), Хејнс Алфвен (1945), Џерард Кајпер (1951), А. Камерон (1962), Еври Шацман (1963), Фред Хојл (1944, 1956, 1960) и други.

Постанак планета ваља свакако тражити у време постанка звезда. Будући да и данас настају звезде, међу њима има без сваке сумње и таквих какво је било Сунце у праскозорје Сунчевог система. Да би се дакле схватили услови који су владали у природној околини приликом настанка Сунца и планета и који воде специфичном процесу стварања небеских тела, треба неопходно је да се додатно изучава физика звезда или астрофизика.

Литература

• Дунцан, Мартин Ј.; Лиссауер, Јацк Ј. (1997). „Орбитал Стабилитy оф тхе Ураниан Сателлите Сyстем”. Ицарус. 125 (1): 1—12. Бибцоде:1997Ицар..125....1Д. дои:10.1006/ицар.1996.5568. 
• Зеилик, Мицхаел А.; Грегорy, Степхен А. (1998). Интродуцторy Астрономy & Астропхyсицс (4тх изд.). Саундерс Цоллеге Публисхинг. ИСБН 978-0-03-006228-5. 

Спољашње везе

• 7M animation from skyandtelescope.com showing the early evolution of the outer Solar System.
• QuickTime animation of the future collision between the Milky Way and Andromeda
• How the Sun Will Die: And What Happens to Earth (Video at Space.com)