Од давнина су људи трагали за одговором о томе како је настао Универзум. Међутим, тек у протеклих неколико векова, научном револуцијом, преовлађујуће теорије су биле емпиријске природе. У то време, од 16. до 18. века, астрономи и физичари почели су да формулишу објашњења заснована на доказима како су започели наше Сунце, планете и Универзум.
Када је у питању формирање нашег Сунчевог система, најшире прихваћено гледиште познато је под називом Небуларна хипотеза. У суштини, ова теорија каже да су Сунце, планете и сви други објекти Сунчевог система формирани од небулозних материјала пре милијарде година. Првобитно предложена да објасни порекло Сунчевог система, ова теорија је прешла у опште прихваћено стајалиште о томе како су настали сви звездани системи.
Небуларна хипотеза:
Према овој теорији, Сунце и све планете нашег Сунчевог система почеле су као џиновски облак молекуларног гаса и прашине. Тада се пре отприлике 4,57 милијарди година догодило нешто што је узроковало да се облак уруши. То је могло бити резултат звезде која пролази, или ударних таласа супернове, али крајњи резултат био је гравитациони колапс у центру облака.
Од овог колапса, џепови прашине и гаса почели су се скупљати у гушћим крајевима. Како су се све гушћи региони повлачили у све више и више материје, очување замаха узроковало је да се окреће, док је повећани притисак довео до загревања. Већина материјала је завршила у куглици у средини, док је остатак ствари спљоштавао на диск који се вртио око ње. Док је лопта у средини формирала Сунце, остатак материјала би се формирао у протопланетарни диск.
Планете које настају избацивањем из овог диска, у коме се прашина и гас гравитирају заједно и спајају у формирање све већих тела. Због виших тачака кључања, само метали и силикати могли би постојати у чврстом облику ближе Сунцу, а они би с временом могли формирати земаљске планете Меркура, Венере, Земље и Марса. Пошто су метални елементи сачињавали само врло мали део соларне маглице, земаљске планете нису могле да расту веома велико.
Супротно томе, џиновске планете (Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун) формирале су се изван тачке између орбита Марса и Јупитера, где је материјал довољно хладан да хлапљива ледена једињења остану чврста (тј. Линија смрзавања). Клони који су формирали ове планете били су обилнији од метала и силиката који су формирали унутрашње земаљске планете, омогућавајући им да нарасту довољно масивно да улове велике атмосфере водоника и хелијума. Остаци остатака који никада нису постали планете окупљене у регионима као што су Астероидни појас, Куиперов појас и Оорт Цлоуд.
У року од 50 милиона година, притисак и густина водоника у центру протостар постала су довољно велика да може да започне термонуклеарну фузију. Температура, брзина реакције, притисак и густина су се повећавали све док се није постигла хидростатска равнотежа. У овом тренутку, Сунце је постало звезда главне секвенце. Соларни ветар са Сунца створио је хелиосферу и уклонио преостали гас и прашину из протопланетарног диска у међузвездани простор, окончавајући процес планетарне формације.
Историја магнетне хипотезе:
Идеју да Сунчев систем потиче из маглице први је предложио 1734. године шведски научник и теолог Емануал Сведенборг. Иммануел Кант, који је био упознат са радом Сведенборга, даље је развио теорију и објавио је у својој Универзална природна историја и теорија небеса(1755). У овом је трактату тврдио да се гасовити облаци (маглице) споро ротирају, постепено урушавајући се и равнајући због гравитације и формирајући звезде и планете.
Сличан, али мањи и детаљнији модел предложио је Пјер-Симон Лаплаце у свом трактату Излагање ду систем ду монде (Излагање система света), који је објавио 1796. Лаплаце је теоретизовао да је Сунце првобитно имало продужену топлу атмосферу широм Сунчевог система и да се тај „протостар облак“ хладио и стекао. Како се облак брже вртио, бацио је материјал који се на крају кондензовао да би формирао планете.
Лаплацијев небуларни модел био је широко прихваћен током 19. века, али имао је прилично изражених потешкоћа. Главно питање било је угаоно распоређивање момента између Сунца и планета, што магловити модел није могао објаснити. Поред тога, шкотски научник Јамес Цлерк Маквелл (1831 - 1879) тврдио је да различите брзине ротације између унутрашњег и спољног дела прстена не могу да омогуће кондензацију материјала.
Такође је одбацио астроном Сир Давид Бревстер (1781. - 1868.), који је изјавио да:
„Они који верују у Небуларну теорију сматрају да је сигурно да је наша Земља извукла своју чврсту материју и атмосферу из прстена баченог из Сунчеве атмосфере, који се након тога сажео у чврсту водену сферу, са које је Месец одбацио исти процес ... [Под таквим погледом] Месец мора нужно да изводи воду и ваздух из водених и ваздушних делова Земље и мора да има атмосферу. "
Почетком 20. века Лаплацијев модел је нестао у предности, што је навело научнике да траже нове теорије. Међутим, тек се седамдесетих година појавила модерна и најчешће прихваћена варијанта магловите хипотезе - модел соларног небуларног диска (СНДМ). Заслуга за то припада совјетском астроному Виктору Сафронову и његовој књизи Еволуција протопланетарног облака и формирање Земље и планета (1972). У овој књизи формулисани су скоро сви главни проблеми процеса планетарног формирања и многи су решени.
На пример, СНДМ модел је успешан у објашњавању појаве акреционих дискова око младих звезданих објеката. Различите симулације су такође показале да акумулација материјала у овим дисковима доводи до формирања неколико тела величине Земље. Стога се порекло земаљских планета сада сматра готово решеним проблемом.
Иако су се првобитно односили само на Сунчев систем, теоретичари су сматрали да је СНДМ након тога делован у свемиру и коришћен је за објашњење формирања многих егзопланета који су откривени широм наше галаксије.
Проблеми:
Иако је небуларна теорија опште прихваћена, још увек постоје проблеми које астрономи нису успели да реше. На пример, постоји проблем нагнутих осе. Према небуларној теорији, све планете око звезде треба да се нагињу на исти начин у односу на еклиптику. Али као што смо сазнали, унутрашње и спољне планете имају радикално различите аксијалне нагибе.
Док се унутрашње планете крећу од нагиба од готово 0 степени, остале (попут Земље и Марса) се значајно нагињу (23,4 ° и 25 °, респективно), спољашње планете имају нагибе који се крећу од Јупитеровог малог нагиба од 3,13 °, до Сатурна и Нептуна изражени нагиби (26,73 ° и 28,32 °), до Урановог екстремног нагиба од 97,77 °, при чему су њени стубови доследно окренути према Сунцу.
Такође, истраживање екстрасоларних планета омогућило је научницима да примете неправилности које постављају сумњу у небуларну хипотезу. Неке од ових неправилности имају везе са постојањем „врућих Јупитера“ који орбитирају блиско својим звездама са периодима од само неколико дана. Астрономи су прилагодили небуларну хипотезу да би узели у обзир неке од ових проблема, али још увек нису требало да одговоре на сва одлазећа питања.
Јао, чини се да су питања која имају везе са пореклом на која је најтеже одговорити. Таман кад помислимо да имамо задовољавајуће објашњење, остају она проблематична питања која једноставно не могу да ураде. Међутим, између наших тренутних модела формирања звезда и планета и рођења нашег Универзума, прешли смо дуг пут. Како сазнајемо више о суседним звездама и истражујемо више космоса, наши модели ће вероватно сазрети даље.
Овдје смо писали многе чланке о Сунчевом систему у часопису Спаце Магазине. Ево Сунчевог система, да ли је наш Сунчев систем започео малим праском ?, и шта је било овде пре Сунчевог система?
За више информација, проверите порекло Сунчевог система и како су се Сунце и планете формирали.
Астрономска цаст такође има епизоду на ту тему - епизода 12: Одакле долазе бебе звезде?
