Nebularna hipoteza

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Umetničko viđenje prasunčeve magline.
Slika sa Svemirskog teleskopa Habla koji prikazuje protoplanetarne prstenove u Orionovoj maglini (Messier 42), koji verovatno u znatnoj meri nalikuju stanju kakvo je vladalo u prasunčevoj maglini pri stvaranju našeg Sunčevog sistema.

Nebularna hipoteza, nebularna teorija ili Kant-Laplasova hipoteza je zajednički naziv za prve rasprave iz 18. veka o nastanku Sunčevog sistema iz oblaka materije koji je lebdeo u svemiru. Prema zamisli Imanuela Kanta objavljenoj u delu Opšta istorija prirode i teorija neba (nem. Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, 1755.) hladni oblak prašine stezao se zbog vlastite privlačne gravitacione sile i pritom se počeo vrteti.[1][2] Prvu matematički obrazloženu nebularnu teoriju postavio je Pjer Simon Laplas u delima Sistem sveta (fra. Exposition du système du monde, 1796.) i Nebeska mehanika (fra. Mécanique Celeste, 1799. – 1825.). Prasunce je zamislio kao užarenu maglinu koja se vrti. Pretpostavio je da se vrtnja ubrzavala kako se maglina stezala te da su se spoljašnji delovi magline zbog velike centrifugalne sile odvajali u obliku prstenova, hladili i udaljavali od središta. Od prstenova su nastajale planete, a njihovi su sateliti nastajali jednakim procesom pri ubrzavanju rotacije planeta.[3] Pretpostavio je da su udaljenije planete starije od planeta bližih Suncu. Opažena kretanja Saturnovih satelita i prstena bila su u skladu s Laplasovom hipotezom, ali je ugaona količina kretanja Sunca bila manja od očekivane to jest prema Laplasovoj hipotezi Sunce bi se trebalo vrteti znatno brže.[4]

Prema nebularnoj hipotezi, zvezde se formiraju u masivnim i gustim oblacima molekularnog vodonikagigantskim molekularnim oblacima (GMC). Ti oblaci su gravitaciono nestabilni, i materija se spaja unutar njih u manje gušće nakupine, koje zatim rotiraju, kolapsiraju, i formiraju zvezde. Formiranje zvezda je kompleksan proces, koji uvek proizvodi gasne protoplanetarne diskove, proplide, oko mlade zvezde. To može dovesti do rađanja planeta u određenim okolnostima, koje nisu dovoljno poznate. Smatra se da je formiranje planetarnih sistema prirodni ishod formiranja zvezda. Formiranje zvezde poput Sunca se obično odvija tokom perioda od oko 1 miliona godina, dok protoplanetarni disk evoluira u planetarni sistem tokom sledećih 10–100 miliona godina.[1]

Protoplanetarni disk je akrecioni disk koji hrani centralnu zvezdu. Inicijalno veoma vruć, disk se kasnije hladi u ono što je poznato kao stadijum T Tauri zvezda; ovde je moguće formiranje malih zrna prašine od kamena i leda. Ta zrna se na kraju koagulišu u planetezimale kilometarske veličine. Ako je disk dovoljno masivan, dolazi do nezavisnog srastanja, koje dovodi tokom perioda od 100.000 do 300.000 godina do formiranja planetarnih embriona u rasponu veličina od Meseca do Marsa. U blizini zvezde, planetarni embrioni prolaze kroz stadijum nasilnog spajanja, čime se formira nekoliko terestičkih planeta. Zadnji stupanj isto tako traje oko 100 miliona do milijardu godina.[1]

Formiranje gigantskih planeta je komplikovaniji proces. Smatra se da se odvija izvan linije mraza, pri čemu su planetarni embrioni uglavnom sastavljeni od raznih tipova leda. Rezultat toga je da su oni nekoliko puta masivniji od unutrašnjeg dela protoplanetarnog diska. Do čega dolazi nakon embrionskog formiranja nije potpuno jasno. Izgleda da neki embrioni nastavljaju da rastu i da konačno dosežu prag vrednosti od 5–10 Zemljinih masa, što je neophodno da bi započelo nagomilavanje vodničnohelijumskog gasa oko diska.[5] Akumulacija gasa oko jezgra je u početku spor proces, koji se nastavlja tokom nekoliko miliona godina, ali nakon što formirajuća protoplaneta dosegne oko 30 Zemljinih masa (M) proces se znatno ubrzava. Smatra se da su planete poput Jupitera i Saturna akumulirale najveći deo njihove mase tokom samo 10.000 godina. Akrecija se zaustavlja kada se gas iscrpi. Formirane planete mogu da migriraju preko velikih rastojanja tokom ili nakon njihovog formiranja. Smatra se da su ledeni džinovi poput Urana i Neptuna neuspela jezgra, koja su formirana suviše kasno kad je disk već skoro bio nestao.[1]

Današnje viđenje nebularne teorije[уреди]

Današnji stav rezultat je iskustva brojnih istraživača, proverenog neposrednim podacima o fizičkom stanju tela, o sastavu njihovih atmosfera, reljefu, hemijskoj i mineraloškoj strukturi, radioaktivnom datiranju, magnetskom polju, gravitacijskom polju. Od teorije Imanuela Kanta (1755.) i Pjer Simona Laplasa (1796.) preuzeta je ideja o nastanku Sunca i planeta iz međuzvezdane magline (nebularna teorija). Kant je pošao od predodžbe hladnog oblaka prašine u kojem se prilikom gravitacijskog stezanja rotacija javlja sama od sebe - što nije moguće (unutarnje sile ne mogu od haotičnog kretanja da dovedu do uređenog). Kant ne ide dalje od opštih prirodoslovno-filozofskih postavki. Laplasova teorija je prva metamatički obrađena teorija. Laplas pretpostavlja da već postoji usijana maglina koja rotira te prati kako se maglica hladi, steže i ubrzava vrtnju. Današnji sled argumenata je drukčiji: maglica se ne steže zbog hlađenja, već zbog prevlasti gravitacijskog privlačenja, a pritom se, uz ubrzanje rotacije, gravitacijskom energijom zagreva. Kada postignu brzinu kruženja, spoljašnji delovi magline više ne pritiskaju na središnje delove. Postali su samostalni i imaju oblik prstena. Središnja se masa dalje steže i time razdvaja od prstena. Od prstena nastaju planete. Planete bi tako morale nastati postupnim stezanjem središnje mase koja za sobom redom ostavlja prstenove. A sateliti bi morali nastati istim procesom pri ubrzavanju rotacije planeta, koja je po Laplasu na početku takođe gasovita. Postoji još jedan bitan nedostatak teorije. Ostavivši samostalan prsten, centralna masa bi pri stezanju trebala da zadrži veći deo ugaone količine kretanja. Dokaz protiv teorije je i kretanje Saturna i njegovih prstenova: unutarnji delovi Saturnova prstena kreću se brže od Saturnove površine; slično se i Fobos kreće brže od Marsove površine. Po današnjem tumačenju nebularne teorije maglina ne dolazi u stanje nestabilnosti zbog rotacije. Osim toga, u odvojenom prstenu pre će doći do retrogradne rotacije planeta nego do direktne. Teorije Kanta i Laplasa napuštene su početkom 20. veka uglavnom stoga što nisu uspele da ispravno predvide raspodelu količine kretanja.[6]

Vidi još[уреди]

Reference[уреди]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Montmerle, Thierry; Augereau, Jean-Charles; Chaussidon, Marc; et al. (2006). „Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years”. Earth, Moon, and Planets. 98 (1–4): 39—95. Bibcode:2006EM&P...98...39M. doi:10.1007/s11038-006-9087-5. 
  2. ^ Pudritz, Ralph E. (2002). „Clustered Star Formation and the Origin of Stellar Masses”. Science. 295 (5552): 68—75. Bibcode:2002Sci...295...68P. PMID 11778037. doi:10.1126/science.1068298. 
  3. ^ Woolfson, M.M. (1993). „Solar System – its origin and evolution”. Q. J. R. Astron. Soc. 34: 1—20. Bibcode:1993QJRAS..34....1W.  For details of Kant's position, see Stephen Palmquist, "Kant's Cosmogony Re-Evaluated", Studies in History and Philosophy of Science 18:3 (September 1987), pp.255-269.
  4. ^ Kant-Laplaceova hipoteza (nebularna hipoteza), [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  5. ^ D'Angelo, G.; Bodenheimer, P. (2013). „Three-Dimensional Radiation-Hydrodynamics Calculations of the Envelopes of Young Planets Embedded in Protoplanetary Disks”. The Astrophysical Journal. 778 (1): 77 (29 pp.). Bibcode:2013ApJ...778...77D. arXiv:1310.2211Слободан приступ. doi:10.1088/0004-637X/778/1/77. 
  6. ^ Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.

Spoljašnje veze[уреди]