Ο σχηματισμός του ηλιακού μας συστήματος

Ο σχηματισμός του ηλιακού μας συστήματος ήταν πολύ πιο ακατάστατος και βίαιος από ό, τι νομίζουμε.
Όταν οι περισσότεροι από εμάς μαθαίνουμε για το ηλιακό σύστημα, μας φαίνεται σαν ένα πολύ καλά τακτοποιημένο μέρος. 

Ο ήλιος σχηματίστηκε πρώτος, περίπου πριν από πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, και οι πλανήτες εμφανίστηκαν λίγο αργότερα. Ως πολύ γενική τάση, αυτοί οι πλανήτες μεγάλωσαν και έγιναν λιγότερο πυκνοί όσο πιο μακριά σχηματίστηκαν από τον Ήλιο.

Όμως αυτή η ιστορία αφήνει έξω τη χαοτική δυναμική και την φρενήρη αναδιάταξη που συνέβη όταν το ηλιακό μας σύστημα ήταν νεανικό. Mπορεί να νομίζουμε ότι της φύσης της αρέσει η τάξη τελικά, όμως αυτή η τάξη εξελίσσεται με καθαρά τυχαία γεγονότα. Το ηλιακό μας σύστημα μπορεί να είναι τώρα σταθεροποιημένο, όμως στη νεαρή του ηλικία, ήταν ένα άγριο μέρος.

Δημιουργία τάξης από το χάος

Η βασική ιστορία ακούγεται τακτοποιημένη. Κάθε σύστημα αστεριών αρχίζει ως ένας τεράστιος δίσκος αερίου με ένα νεογέννητο αστέρι που σχηματίζεται εξ αιτίας της βαρύτητας στο κέντρο. Το αστέρι απορροφά τη συντριπτική πλειοψηφία του υλικού σε αυτό το δίσκο, αλλά υπάρχει ακόμα κι άλλο. Τα κατάλοιπα αυτά με την περιστροφή συσσωρεύονται σε κόκκους σκόνης, που γίνονται βότσαλα, που γίνονται ογκόλιθοι και τελικά πλανήτες. Εν τω μεταξύ, το νεαρό αστέρι λόγω της μεγάλης του βαρύτητας πυρακτώνεται, ανάβει και αρχίζει να λάμπει καίγοντας το αέριο που έχει συγκεντρώσει, δημιουργώντας έναν ηλιακό άνεμο που αρχίζει να εκτοξεύει το αέριο που έχει απομείνει. Μόνο βαριά υλικά μένουν κοντά στο αστέρι, δημιουργώντας μικρούς, πυκνούς πλανήτες κοντά του. Η φυσική μας λέει ότι αυτοί οι πλησιέστεροι πλανήτες έχουν μικρότερες τροχιές, περιορίζοντας την ποσότητα του υλικού που μπορούν να συγκεντρώσουν με τον αυξανόμενο βαρυτικό όγκο τους. Μακρύτερα, μπορούν να σχηματιστούν γίγαντες αερίου, απορροφώντας μεγάλες ποσότητες αερίου υδρογόνου και ηλίου. Και πέρα ​​από αυτούς, θα βρείτε τη γραμμή χιονιού, όπου μπορεί να υπάρχουν πάγοι χωρίς να λιώνουν ή να εξατμίζονται από τη θερμότητα του Ήλιου. Αυτοί ενσωματώνονται στους γίγαντες των πάγων.

 

Οι πλανήτες σχηματίστηκαν από έναν αρχικό δίσκο αερίου και σκόνης. NASA

 
Αυτό ακούγεται πολύ καθαρό και γραφικό, μια κοσμική "απλή ιστορία", αν θέλετε. Όμως το ηλιακό σύστημα είναι πιο βρώμικο και πιο περίπλοκο από αυτό. Υπάρχει η ζώνη Kuiper και το νέφος του Oort, παραδείγματος χάριν, στρώματα συντριμμιών που δεν μαζεύτηκαν από κανένα αντικείμενο. Ο Άρης είναι ύποπτα μικροσκοπικός και γιατί υπάρχει μια ζώνη αστεροειδών στη μέση του ηλιακού συστήματος τέλος πάντων;

Γνωρίζουμε επίσης ότι η Γη χτυπήθηκε από κάποιο τερατώδες αντικείμενο στην πρώιμη ιστορία της, αν και είναι ακόμη ένα μυστήριο από πού προήλθε. Σε κάθε περίπτωση, το κρουστικό εκκρεμές μεγέθους πλανήτη μας έδωσε τη Σελήνη  - η οποία αποδεικνύεται χρήσιμη σε κάθε τρόπο. Όμως σίγουρα δεν ήταν προορισμένο να γίνει έτσι.

Οι πλανήτες δεν μένουν σε ένα μέρος.

Το ηλιακό σύστημα σε κλίμακα.

Θυμηθείτε ότι η φύση αρχίζει τις περισσότερες αλυσίδες γεγονότων πολύ τυχαία. Έτσι, μερικές φορές οι πλανήτες θα σχηματιστούν σε τροχιές που δεν είναι σταθερές κατά τη διάρκεια των αμέτρητων χιλιετιών των ζωών τους. Περιστασιακά, αυτή η αστάθεια σημαίνει ότι οι πλανήτες συγκρούονται ο ένας με τον άλλο. Πιο συχνά, αυτό σημαίνει ότι περιστρέφονται κοσμικά κοντά - όχι συγκρουόμενοι, αλλά αρκετά κοντά ώστε η βαρύτητα και η ορμή να τους στείλουν να ξεφύγουν σε παράξενες τροχιές. Χρησιμοποιούμε αυτό το " φαινόμενο σφεντόνας " συνέχεια στα διαστημικά σκάφη με μεγάλο όφελος, όμως τυχαίες συναντήσεις οδηγούν σε τυχαία εκσφενδόνιση. Μερικές φορές οι πλανήτες μπορούν να ξεφύγουν εξ ολοκλήρου από το ηλιακό σύστημα - όπως το αντικείμενο μεγέθους Άρη που συγκρούστηκε με τη Γη για να σχηματίσει τη Σελήνη μας και τώρα δεν υπάρχει πουθενά. Οι επιστήμονες έχουν βρει μερικούς από αυτούς τους αδίστακτους πλανήτες, μη προσκολλημένους σε οποιοδήποτε αναγνωρίσιμο αστέρι, παρασυρμένους στο σύμπαν.

Ο Δίας εξακολουθεί να έχει μεγάλη επιρροή στο ηλιακό σύστημα, με ολόκληρες οικογένειες αστεροειδών που ονομάζονται Έλληνες και Τρώες κάτω από την βαρυτική επιρροή του.

Αστρονομία: Roen Kelly

Η γέννηση της Σελήνης μας δεν είναι το μοναδικό παράδειγμα περιπλάνησης πλανητών. Πίσω όταν το ηλιακό σύστημα ήταν νεαρό, ο ήλιος μας δεν είχε απομακρύνει ακόμα το επιπλέον αέριο. Αντ’ αυτού, παρέμεινε διάσπαρτο σε όλους τους πλανήτες, πυκνότερο σε ορισμένες περιοχές από ότι σε άλλες. Ο Δίας, ταξιδεύοντας γύρω από τον Ήλιο, αλληλεπέδρασε με αυτά τα κύματα αερίων και άρχισε να χάνει την αρχική του ορμή κάνοντας σπειροειδή κίνηση προς το εσωτερικό του ηλιακού συστήματος. Καθώς μετανάστευσε προς τον Ήλιο, έσπευσε επίσης να πλησιάσει τον εσωτερικό του γείτονά, τον Άρη, και να απορροφήσει υλικό που δικαιωματικά θα έπρεπε να ανήκε στον Κόκκινο Πλανήτη. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ο Άρης κατά κάποιο τρόπο κατέληξε με λιγότερο υλικό από τη Γη, παρά το γεγονός ότι είχε ένα μεγαλύτερο τροχιακό μονοπάτι που θα έπρεπε επομένως να το είχε τροφοδοτηθεί αρκετά πλούσια ώστε να μεγαλώσει πολύ περισσότερο. Για να επιστρέψει εκεί που τον βλέπουμε στη σύγχρονη εποχή, ο Δίας θα έπρεπε τότε να αντιστρέψει την πορεία του, με μια κίνηση που οι ερευνητές αποκαλούν "grand tack "(όπως ένα ιστιοφόρο που προσπαθεί να αλλάξει κατεύθυνση). Αλλά γιατί ένας πλανήτης πρέπει να αλλάξει ξαφνικά κατευθύνσεις;

Ο Δίας και ο Κρόνος εξακολουθούν να έχουν μεγάλη επιρροή στο σημερινό ηλιακό σύστημα, χάρη στον μεγάλο όγκο τους. Οι ερευνητές σύμφωνα με τα μοντέλα τους πιστεύουν ότι είναι δυνατόν πριν από καιρό, καθώς ο Δίας έστρεφε προς τον Ήλιο, ο Κρόνος ήρθε πίσω του σαν να τον κυνηγάει. Οι δύο κλείδωσαν σε έναν συντονισμό που τους έδιωξε πίσω προς τα έξω ρίχνοντας μια ακόμη πιο δυνατή έλξη στα αντικείμενα γύρω τους. Μια τέτοια βαρυτική βολή μπορεί να έσπρωξε τον Ποσειδώνα μακρύτερα, ο οποίος με τη σειρά του διέσπασε τα παγωμένα αντικείμενα της Ζώνης Kuiper προς τα μέσα. Ο Δίας ακολούθησε αυτά τα αντικείμενα, σχηματίζοντας το νέφος του Oort που μας περιβάλλει.

Κοιτάζοντας μακρύτερα από το σπίτι μας.

Θα μπορούσε να μας βοηθήσει να εξετάσουμε αυτά τα γεγονότα από μια πιο μακρινή προοπτική. Δεδομένου ότι οι αστρονόμοι ανακάλυψαν τους πρώτους πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα πριν από μερικές δεκαετίες, είναι σαφές ότι άλλα ηλιακά συστήματα δεν μοιάζουν πολύ με το δικό μας. Κάποια από αυτά είναι πολύ ενδιαφέροντα για παρατήρηση και είναι πραγματικά αρκετά δύσκολο να δούμε πλανήτες τόσο μικρούς όσο η Γη περιπλανημένους τόσο μακριά από το αστέρι τους όπως κάνουμε εμείς από τον Ήλιο.

Το WASP-12b είναι ένας άλλος τόσο ζεστός πλανήτης που χάνει την ατμόσφαιρά του στο αστέρι του. ESA / Hubble

Αλλά ακόμα και οι μεγαλύτεροι πλανήτες που βλέπουμε φαίνονται διαφορετικοί. Οι αστρονόμοι έχουν βρει πολλούς  καυτούς Δίες (Hot Jupiters)  γίγαντες αερίου που ταξιδεύουν σε τροχιές γύρω από τα αστέρια τους (οι Hot Jupiters είναι μια κατηγορία γιγαντιαίων εξωπλανητών αερίου που είναι φυσικά παρόμοιοι με τον Δία αλλά έχουν πολύ σύντομες τροχιακές περιόδους)

Έχουν ανακαλύψει αντικείμενα μεγέθους υπερ-Γαίας , υπο-Ποσειδώνα  που φαίνεται να είναι ο πιο κοινός τύπος πλανήτη - και ένας που δεν υπάρχει στο δικό μας σύστημά. Και έχοντας περισσότερα συστήματα για να ερευνήσουν, έχουν παρατηρήσει όσες μαρτυρίες υπάρχουν στο δικό μας σύστημα καθ’ όλον τον χρόνο: ότι οι πλανήτες συχνά περιπλανώνται άσκοπα.

Οι καυτοί Δίες έχουν δημιουργήσει σύγχυση από τότε που οι αστρονόμοι τους βρήκαν για πρώτη φορά. Δεν υπάρχει φυσική εξήγηση για τον σχηματισμό μιας γιγάντιας μπάλας αερίου δίπλα σε ένα εξαιρετικά ζεστό αστέρι. Το αστέρι θα απογυμνώσει το αέριο αυτό γρηγορότερα από τη βαρύτητα του πλανήτη που μπορεί να το τραβήξει. Στην πραγματικότητα, μπορούμε να δούμε αυτό να συμβαίνει γύρω από μερικούς από τους πιο καυτούς εξωπλανήτες, όπως τον  HD209458b . Οι αστρονόμοι μπορούν πράγματι να παρατηρήσουν την ατμόσφαιρά τους που διαρρέει πίσω του, να εξατμίζεται.

Ίσως ακόμα περισσότερο  είναι το WASP-17b , ένας άλλος καυτός Δίας. Αυτός έχει ανάδρομη τροχιά (προς τα πίσω) ως προς άστρο του. Ένα σίγουρο σημάδι ότι κάτι ασταθές συνέβη στο παρελθόν, καθώς οι πλανήτες δεν μπορεί να ξεκινήσουν την περιστροφή με λάθος τρόπο.

Οι αστρονόμοι γνωρίζουν επίσης ότι και οι δύο αυτοί πλανήτες είναι μόνοι, όπως και άλλοι καυτοί Δίες. Αυτό θα μπορούσε να ήταν η μοίρα του ηλιακού μας συστήματος, αν ο Κρόνος δεν είχε τραβήξει τον Δία έξω από την προς τα μέσα περιστροφή του. Χωρίς αυτή την αποστολή διάσωσης, ο Δίας θα μπορούσε να έχει κατακτήσει το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα στο βαθύ διάστημα. Δεν γνωρίζουμε αν συστήματα με ζεστούς Δίες είχαν περισσότερους πλανήτες στο παρελθόν, αλλά γνωρίζουμε ότι ήταν απίθανο γι’ αυτούς τους υποθετικούς πλανήτες να επιβιώσουν από μια βύθιση ενός πλανήτη σαν τον Δία.

Δεδομένου ότι δεν έχουμε καταγραφές από τα παλιότερα παρόμοια γεγονότα από το δικό μας ηλιακό σύστημα, είναι δύσκολο για τους ερευνητές να "αποδείξουν" κάποια από αυτά τα σενάρια. Όμως όσο περισσότερο κοιτάζουμε το σύμπαν γύρω μας, τόσο περισσότερες ενδείξεις βλέπουμε για τα διαταραγμένα συστήματα και τους περιπλανώμενους πλανήτες, και τόσο περισσότερο μαθαίνουμε για το πόσο μοναδική είναι η ιστορία του δικού μας ηλιακού συστήματος.

 H Kuiper Belt (ζώνη του Κάιπερ)

Ο παράξενος Arrokoth.

Τόσο ο Arrokoth (που τον επισκέφθηκε πρόσφατα η αποστολή του New Horizons της NASA) όσο και ο Πλούτωνας είναι στην ζώνη Kuiper - μια περιοχή με "ντόνατς" με παγωμένα σώματα πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα. Μπορεί να υπάρχουν εκατομμύρια από αυτά τα παγωμένα αντικείμενα, που συλλογικά αναφερόμενα ως αντικείμενα της ζώνης Kuiper (KBO) ή αντικείμενα trans-Neptunian (TNO), σε αυτή την μακρινή περιοχή του ηλιακού μας συστήματος.

Παρόμοια με τη ζώνη των αστεροειδών, η ζώνη Kuiper είναι μια περιοχή των υπολειμμάτων από την πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος. Όπως η ζώνη αστεροειδών, έχει επίσης διαμορφωθεί από έναν γιγαντιαίο πλανήτη, και είναι περισσότερο σαν ένας παχύς δίσκος (σαν ντόνατς) παρά μια λεπτή ζώνη.

Η ζώνη Kuiper δεν πρέπει να συγχέεται με το Oort Cloud , το οποίο είναι μια πολύ πιο μακρινή περιοχή από παγωμένους, κομήτες που περιβάλλουν το ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της ζώνης Kuiper. Τόσο το Oort Cloud όσο και η ζώνη Kuiper θεωρούνται πηγές κομητών.

Η ζώνη Kuiper είναι πραγματικά ένα σύνορο στο διάστημα - είναι ένας τόπος που αρχίζουμε να εξερευνούμε και η κατανόησή μας εξελίσσεται.

Το Oort Cloud (νέφος του Όορτ)

Είναι η πιο απομακρυσμένη περιοχή του ηλιακού μας συστήματος. 

Σε αντίθεση με τις τροχιές των πλανητών και την ζώνη Kuiper, που βρίσκονται κυρίως στον ίδιο δίσκο γύρω από τον Ήλιο, το Oort Cloud πιστεύεται ότι είναι ένα γιγάντιο σφαιρικό κέλυφος που περιβάλλει το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα. Είναι σαν μια μεγάλη φυσαλίδα με παχιά τοιχοποιία που αποτελείται από παγωμένα κομμάτια διαστημικών συντριμμιών, με μέγεθος βουνού και μερικές φορές μεγαλύτερα. Το σύννεφο Oort μπορεί να περιέχει δισεκατομμύρια ή και τρισεκατομμύρια αντικείμενα.

Σπίτι Κομητών

Επειδή οι τροχιές των κομητών μακράς περιόδου είναι τόσο μεγάλες, οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι το Oort Cloud είναι η πηγή των περισσότερων από αυτούς τους κομήτες. Παραδείγματος χάριν, ο κομήτης C / 2013 A1 Siding Spring, ο οποίος έκανε ένα πολύ κοντινό πέρασμα από τον Άρη το 2014, δεν θα επιστρέψει στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα για περίπου 740.000 χρόνια.

Η απόσταση από τον Ήλιο μέχρι το Oort Cloud είναι τόσο τεράστια που είναι χρήσιμο να το περιγράψουμε όχι στις πιο κοινές μονάδες μιλίων ή χιλιομέτρων, αλλά σε αστρονομικές μονάδες. Μια αστρονομική μονάδα (ή AU) είναι η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Η ελλειπτική τροχιά του Πλούτωνα τον μεταφέρει σχεδόν στις 30 AU από τον Ήλιο, και μέχρι 50 AU. Η εσωτερική άκρη του Oort Cloud, ωστόσο, θεωρείται ότι είναι μεταξύ 2.000 και 5.000 AU από τον Ήλιο. Το εξωτερικό άκρο μπορεί να είναι 10.000 ή ακόμα και 100.000 AU από τον Ήλιο - δηλαδή το ένα τέταρτο έως το μισό μεταξύ του Ήλιου και του κοντινότερου γειτονικού αστέρα.

Αν και οι κομήτες μακριάς περιόδου που παρατηρούνται ανάμεσα στους πλανήτες πιστεύεται ότι προέρχονται από το Oort Cloud, κανένα αντικείμενο δεν έχει παρατηρηθεί στο ίδιο το μακρινό Oort Cloud, αφήνοντάς του μια θεωρητική αντίληψη προς το παρόν. Αλλά παραμένει η πιο ευρέως αποδεκτή εξήγηση για την προέλευση των κομητών μακράς περιόδου.

Αναρτήθηκε από: Seler Tr - ek-kentron

Πηγή

Διαβάστε σχετικά:
Ενδιαφέροντα γεγονότα για τους πλανήτες
ΚΡΟΝΟΣ
Η βίαιη προέλευση της Σελήνης
Η σελήνη σε Video 4k