Образование солнечной системы

Как и в случае происхождения Вселенной, современное естествознание не дает точного описания процесса образования планет. Но предположение о случайном образовании планетных систем в настоящее время решительно отвергается.

По данным современной астрономии, у многих звезд есть планетные системы, т.к.:

² ~ у 10% близких к Солнцу звезд обнаружено избыточное ИФ-излучение. Предполагается, что его создают присутствующие вокруг таких звезд пылевые диски (переизлучают тепло), которые, возможно, являются начальным этапом формирования планетных систем.

² Скорости вращения некоторых звезд очень малы – предположительно, они «задерживаются» тяготением планетной системы.

Согласно некоторым оценкам, общее число планетных систем в нашей галактике может достигать 1011.

Вообще естествознанию сегодня больше известно о происхождении и эволюции звезд, чем о происхождении нашей планетной системы, ведь звезд много, а известная нам планетная система одна. Поэтому накопление данных об эволюции Солнечной системы еще не завершено, и сегодняшние гипотезы ее образования, видимо, далеко не последние.

Гипотезы образования СС (рассмотрим некоторые из них):

1. Гипотеза Канта-Лапласа – одна из первых (независимо выдвинули нем. философ И. Кант в 1755 и фр. математик П. Лаплас в 1796):

Планеты образовались в результате конденсации пылевой туманности, быстро вращающейся вокруг Солнца.

Гипотеза не соответствует закону сохранения момента импульса, поэтому сегодня отвергнута.

2. Гипотеза Д.Х. Джинса (англ. физик, 1917):

Вблизи Солнца когда-то прошла другая звезда → из его поверхностных слоев была вырвана струя газа, которая постепенно сгустилась и превратилась в планеты – т.е. СС произошла в результате космической катастрофы.

Недостатки гипотезы:

ü Оценки, основанные на знании расстояний между звездами и скоростей их движения, показывают, что за последние 5 млрд. л. таких событий могло быть не более 10, т.е. планетных систем в Галактике должно быть крайне мало, а это не так.

ü Строение СС очень упорядочено (каждая планета удалена от Солнца в 2 раза дальше, чем предыдущая; все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении и в одной плоскости; так же вращаются вокруг своих планет спутники), поэтому кажется невероятным, что вся эта упорядоченность – всего лишь результат космической катастрофы.

3. Гипотеза Альвена и Аррениуса (шведские астрономы, 1944) – одна из современных гипотез:

Существует единый механизм планетообразования, по которому образуются и планеты вокруг звезды, и спутники вокруг отдельных планет.

Вопреки общепринятому раньше предположению о том, что Солнце и планеты образовались из одного массива вещества, авторы гипотезы считали, что Солнце возникло из одного газо-пылевого облака, а затем его гравитационное поле притянуло другое газо-пылевое облако, из которого образовались планеты.

Док-во: различия в изотопном составе вещества Солнца и вещества Земли, метеоритов и других тел СС.

Согласно современным представлениям, Солнечная система возникла около 5 млрд. л. назад, причем Солнце – это звезда второго (или более позднего) поколения: в состав звезд I поколения входят только Н и Не, а в составе Солнца обнаружены и тяжелые элементы.

Таким образом, Солнечная система возникла на продуктах жизнедеятельности звезд предыдущего поколения, скапливающихся в виде газо-пылевых облаков.

Этапы эволюции Солнечной системы:

I ЭтапПредпосылки для планетообразования:

· Центральное тело должно обладать магнитным полем;

· Пространство в его окрестностях должно быть заполнено разреженной плазмой.

Молодое Солнце вполне соответствовало этим условиям: было больше теперешнего (но не доходило до орбиты Меркурия) и имело значительный магнитный момент. Солнце окружала гигантская сверхкорона (разреженная замагниченная плазма); с его поверхности вырывались протуберанцы (как и сейчас), достигавшие современной орбиты Плутона. Из-за огромной силы тока протуберанцев плазма вокруг Солнца была неравномерной по плотности.

II Этап – Нейтральные частицы, поступавшие из другого облака, под действием сил гравитации падали к Солнцу, при этом в короне они ионизировались (приобретали заряд) и тормозились на разном расстоянии от Солнца (наиболее тяжелые частицы оказались ближе всего к Солнцу → планеты земной группы).

В результате вокруг Солнца выделились 3-4 концентрических области с бóльшим количеством частиц, чем между ними:

III Этап – По мере накопления выпадающего вещества сверхкорона начала отставать в своем вращении от Солнца, вследствие чего возникли центробежные силы и стала возможной конденсация (слипание) частиц.

IV Этап – Затем происходили множественные соударения тел в пределах концентрических колец, выравнивались их орбиты. В результате зерна вещества сначала слипались в планетезималии (зачатки планет), а затем – в планеты.

V Этап – Как только планетные тела сформировались настолько, что в них возник собственный магнитный момент, весь процесс повторился уже вокруг них – образовались спутники.

Согласно этой теории, пояс астероидов – это струйный поток, в котором прервался процесс планетообразования из-за нехватки выпавшего вещества.

Кольца у крупных планет – это струйные потоки, оказавшиеся слишком близко к центральному телу, которые не смогли преодолеть его гравитационного притяжения, препятствующего образованию нового планетного тела (спутника).

Гипотеза Альвена-Аррениуса – только гипотеза, и она требует дальнейшей разработки. Пока еще нет и доказательств того, что образование планетных систем – это закономерный процесс во Вселенной.