Формирање планета
Формирање и еволуција Сунчевог система се процењује да је почела пре 4.568 милијарди година са гравитационим колапсом малих делова молекулског облака.[1] Сунчев систем је започео живот као облак гаса и прашине који се кретао по галаксији Млечни пут. Сматра се да је експлозија неке супернове могла да проузрокује ширење ударних таласа кроз васионски простор, који су погодили облак и на неки начин изазвала његово згушњавање под дејством његове сопствене силе гравитације. Током наредних 100.000 година, згуснути облак је постао усковитални диск, који се зове сунчева маглина. Под притиском гаса и прашине који су се спирално кретали ка центру, маглина је постајала све врелија и гушца и почела да се шири. Убрзо се развила у младо Сунце.
Изван ове централне пећи, честице прашине су почеле да се збијају као пахуљице прво у мале фрегменте стена, а затиму огромне стене. Током милиона година су неке нарасле у блокове са пречником од више километара, који се називају плантезимали. Они се касније почели да се међусобно сударају, спајајући се у грудве попут снега, и од њих су настале унутрашње стеновите планете, Меркур, Венера, Земља и Марс, као и језгра четири гасовита џина, Јупитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Сунчев ветар је одувао остатке прашине и гаса, укључујући и атмосферу око четири унутрашње планете. Планете џинови су биле далеко од најжешћих удара сунчевог ветра, што им је омогућило да сачувају дебеле слојеве гаса и прашине који их је окруживао. Јупитерова сила гравитације је изазвала међусобно уништавање оближњих плантезимала и спречила њихово спајање у нову планету а преостали појас стења познатог као астероиди, и даље, до данашњих дана, остао у орбити Сунца.
За око 5 милијарди година, Сунце ће бити хладно и многоструко ће се проширити у односу на садашњ пречник (постаће црвени џин), пре него што одбаци своје спољашње слојева као планетарну маглину и остави иза себе звездани остатак познат као бели патуљак. У далекој будућности, гравитација умируће звезде ће постепено редуковати пратеће планете Сунца. Неке од њих ће бити уништене, а друге одбачене у међузвездани простор. Ултиматно, током периода од билион (1012) година, Сунце ће вероватно остати без тела у орбити око њега.[2]
Постанак планетарног система[уреди | уреди извор]
Према данашњем схватању, постанак и развој планетарног система одвијао се у неколико корака. Најпре се велики међузвездани облак збио и притом раздвојио на мање делове (фрагментација). 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 довршавају се и консолидују планете. Зависно од грађе од које су настале, планете и њихови већи сателити пролазе кроз геолошки развој. Мора се прихватити мисао да је садашње стање тела у планетском систему последица начина настанка и развоја који је следио након постанка. Стога се и космогонија планетарног 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 праха постоје у галактичкој равни 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 густине него изван кракова, па се с уласком облака у спирални крак облак успорава и сабија. С друге стране, супернове ударним таласима збијају међузвездану материју. У случају нашег система постоји потврда да се догодила експлозија супернове. У угљеноводоничним 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[уреди | уреди извор]
Приликом одвајања од других делова међузвезданог облака прасунчева маглина задржава галактичко магнетно поље - важно својство међузвезданог простора, а задржава и динамичко стање у којем 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 притиска загрева и све јаче светли. Најјаче је загрејано у средишту, и ту се почињу јављати термонуклеарне реакције, које ће му давати енергију током дугог низа година. Сунце престаје да се компримује тек када експанзивни притисак гаса порасте толико да се изједначи с хидростатским притиском.
За време компримовања Сунца и сакупљања целе маглине, а због очувања угаоне количине кретања, Сунце и маглина се врте све брже. Диск је то пљоснатији 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 равнини већ налази; честице „падају” у раван екватора. То омогућују, 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 равни; много тањи од маглине. Стазе будућих планета биће ограничене на ширину слоја па не морају да леже тачно у равнини 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 пренијети магнетским пољем. Оно је усредоточено у средишњем плиновитом згушћењу, младом Сунцу и силнице излазе из њега у облику спирала, пролазећи кроз читав диск. Својство магнетног поља је у јонизованом гасу заробљено. Сунце је помоћу магнетског поља повезано са маглином и предаје јој енергију. Младо Сунце окретало се 100 пута брже. Замисле ли се магнетске силнице као еластичне лиснате опруге које вире из осовине - Сунца, може се закључити да те опруге пожуривају окретање маглине у којој су смештене; иако је та слика посве механичка, она добро описује стваран процес. Сунчево се окретање преноси на маглину. Колико угаона количина кретања 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 може се изгубити 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 да усисава маглину. Друго, маглина поприма количину кретања коју ће пренети на тела у њој рођена, на будуће планете.[3]
Настајање планета[уреди | уреди извор]
У маглини су морали постојати сви предуслови за стварање (акумулацију) планета: из распршеног стања, зрна праха и гаса треба да се систематски окупе и створе небеско тело; у току окупљања материја мора да прође 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. Почнимо од кондензације маглине. Као центри кондензације служе зрна праха; она расту када на њих нееластично налећу молекули из гасовитог стања. Будући да отпор гасовитог средства уједначава 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 је условљен хемијским саставом маглине и топлотним својствима кроз које 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 гвожђе, оксиди метала, силицијума и сличне рефракторне, тешко топљиве материје. При температурама од 100 до 300 К и ниже, кондензирају се и лако испарљиви састојци (испарљиве 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 које садрже знатне количине волатилне и залеђене материје, упућују на подручја с различитим топлотним условима. Стање је у складу са искуством астрофизике према кому млада звезда пролази кроз раздобље када јој је сјај промењив и са звезде ератички тече веома снажан ветар (промењиве 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 Сунчевог ветра. Ветар врши притисак на маглину и одбацује је. Са садашњим ступњем Сунчевог ветра, прасунчева би се маглина распршила за 107 до 108 година. Маглима је могла бити посве одстрањена и за време док је Сунце пребивало у раздобљу звезда Т-Таури, што је интевал од око 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. Загревање 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 оне већ морале 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 планети, 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.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Боувиер, Аудреy анд Меенаксхи Wадхwа, "Тхе аге оф тхе солар сyстем редефинед бy тхе олдест Пб-Пб аге оф а метеоритиц инцлусион". Натуре Геосциенце, Натуре Публисхинг Гроуп, а дивисион оф Мацмиллан Публисхерс Лимитед. Публисхед онлине 2010-08-22, ретриевед 2010-08-26, . дои:10.1038/НГЕО941. Недостаје или је празан параметар
|титле=(помоћ). - Дате басед он олдест инцлусионс фоунд то дате ин метеоритес, тхоугхт то бе амонг тхе фирст солид материал то форм ин тхе цоллапсинг солар небула. - ^ Дyсон, Фрееман (1979). „Тиме Wитхоут Енд: Пхyсицс анд Биологy ин ан опен универсе”. Ревиеwс оф Модерн Пхyсицс. Институте фор Адванцед Студy, Принцетон Неw Јерсеy. 51 (3): 447. Бибцоде:1979РвМП...51..447Д. дои:10.1103/РевМодПхyс.51.447. Архивирано из оригинала 16. 05. 2008. г. Приступљено 02. 04. 2008.
- ^ Владис Вујновић : "Астрономија", Школска књига, 1989.
Литература[уреди | уреди извор]
- 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[уреди | уреди извор]
- 7М аниматион фром скyандтелесцопе.цом схоwинг тхе еарлy еволутион оф тхе оутер Солар Сyстем.
- QуицкТиме аниматион оф тхе футуре цоллисион бетwеен тхе Милкy Wаy анд Андромеда
- Хоw тхе Сун Wилл Дие: Анд Wхат Хаппенс то Еартх (Видео ат Спаце.цом)
- The American Cyclopædia - Nebular Hypothesis