Формування планетної системи

Закономірності будови Сонячної системи Теорія, яка розглядає походження Сонячної системи, повинна пояснювати такі факти: 1) орбіти всіх планет лежать практично у площині сонячного екватора;

2) планети рухаються навколо Сонця по орбітах, близьких до кола;

3) напрямок обертання планет навколо Сонця однаковий для всіх планет;

4) середня відстань планет від Сонця (окрім Нептуна) підлягає правилу Тиціуса-Боде;

Правило Тиціуса Боде Правило Тиціуса Боде - формула, яка приблизно описує відстань між планетами та Сонцем (середні радіуси орбіт).

5) 99.86% маси Сонячної системи припадає на Сонце і лише 0,14% на планети;

Історія Протягом трьох останніх століть висловлювалися різні гіпотези, як виникла Сонячна система, але всі вони мали один недолік – добре пояснюючи одну частину фактів, вони не пояснювали інших.

Наприклад, гіпотеза Лапласа, що припускала виникнення планет із розжареної туманності, не змогла пояснити особливості розподілу моменту кількості руху між планетами і Сонцем.

На сьогодні найбільш ймовірним видається варіант, за яким планети утворились із того ж газово-пилового диска, що й Сонце (О.Ю.Шмідт).

Спостережні дані підтверджують, що біля багатьох молодих зір головної послідовності є навколозоряні пилові оболонки дисковидної форми, які утворилися разом із зорею під час її формування з протозоряної туманності.

Етапи формування протопланетного диска Протопланетний диск диск щільного газу, що обертається навколо молодої, нещодавно сформованої протозірки, з якого згодом утворюються планети. Протозоря астрономічний об'єкт, що перебуває на проміжному етапі зоряної еволюції від фрагменту газо-пилової хмари до власне зорі.

Перший етап. Початковий розмір газопилової хмари перевищував сучасний розмір планетної системи, а його хімічний склад відповідав складу міжзоряних туманностей - 99% газу і 1% пилових частинок. При підвищенні температури протозорі нагрівається і диск, частинки пилу випаровуються, молекули газу розпадаються на атоми, атоми іонізуються, а розміри диска за рахунок турбулентності збільшуються до кількох десятків астрономічних одиниць.

Протосонце мало відчутне магнітне поле, яке при взаємодії з іонізованим газом гальмувало його власне обертання і прискорювало обертальний рух протопланетної речовини. Далі диск охолоджується, турбулентність стихає. При цьому відбувається конденсація - знову утворюються тверді пилові частинки. Основні ж космічні елементи - водень і гелій - залишаються у вигляді газу.Цей етап тривав близько 1000 років.

На другому етапі формування ППД частинки збільшуються у розмірах, зіштовхуються одна з одною, злипаються. І коли густина пилу стає вищою за густину газу в десятки разів, пиловий диск переходить у стан гравітаційної нестійкості, за якою навіть дуже маленькі згустки, що виникли випадково, не розсіюються, а навпаки, з часом стають ще більшими.

На третьому етапі еволюції ППД розпадається на безліч окремих малих згустків, які далі, зіштовхуючись і злипаючись, утворюють рій допланетних тіл різного розміру – планетезималі.

Планетезималі Планетезималь – небесне тіло на орбіті навколо зорі, що утворюється при осіданні на ньому менших об'єктів та частинок протопланетного диску. Утворення планетезималей тривало десятки тисяч років. Подальше обєднання їх у планети – набагато довший процес.

Планетезималі мали власні швидкості з випадковим розподілом напрямків. Вони зіштовхувались, дробились, і тільки найбільші збільшували свої маси за умови, що швидкість зіткнення не перевищувала 1м/с.

Чим більша стає планетезималь, тим сильніша її гравітація, тим інтенсивніше вона поглинає малих сусідів. Коли маса стає рівній масі Місяця, гравітація збільшується на стільки, що починає відхиляти оточуючі тіла. Так виникають зародки планет.

Внутрішню частину Соняної системи утворили планети земної групи. Їхній ріст відбувався за рахунок камянистих частинок і тіл, що містили в собі різні метали. Сонячним вітром було розвіяно основну масу газів із зони планет земної групи.

Проте планети-гіганти Юпітер і Сатурн встигли увібрати в себе достатню к-сть газів. Причому спочатку у них утворилися ядра із камянистих і льодових планетезималей, а потім поверх нарощувалися воднево-гелієві оболонки.

Венера і Уран мають особливе обертання, оскільки пережили зустріч з дуже масивними планетезималями. Енергії зіткнення вистачило для того, щоб Уран покласти на бік, а у Венери змінити напрямок обертання.

Утворення астероїдів і комет Астероїди - залишки протопланетного диска, що залишилися після формування Сонячної системи; це речовина, що не спромоглася стати планетою. Комети – космічні тіла, що складаються із заморожених газів, каміння та пилу і розміром приблизно з невелике місто. Коли орбіта комети приносить її близько до Сонця, вона нагрівається і вивергає пил і газ, внаслідок чого вона стає яскравішою, ніж більшість планет.