Формирование Солнечной системы

Формирование Солнечной системы

Один из важнейших вопросов, который связан с изучением нашей планетной системы – проблема происхождения Солнечной системы. Решение этого вопроса имеет естественно-научное, мировоззренческое и философское значение. Многие века ученые делали попытки выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной, в том числе и Солнечной системы. Но возможности планетной космологии и в наши дни остаются довольно ограниченными – для экспериментов в лабораторных условиях доступны только метеориты и образцы лунных пород. Ограничена и возможность сравнительного метода исследований: строение и закономерности других планетных систем пока еще мало изучены.

Астрономы древности

Древние астрономы считали, что Вселенная и Солнечная система существуют вечно и будут существовать еще столько же в неизменном виде. С появлением христианства возраст Солнечной системы в значительной мере сократился. Джордано Бруно первым сделал предположение, что звезды, подобно Солнцу, окружены планетными системами, которые постоянно рождаются и умирают. 1745 год — французским ученым Бюффоном была высказана гипотеза, что планеты образовались из вещества, выброшенного из Солнца после столкновения Солнца с кометой.


Гипотеза Канта–Лапласа

Сейчас известно много гипотез о происхождении Солнечной системы, в том числе предложенные независимо, немецким философом Иммануилом Кантом (1724–1804 гг.) и французским математиком и физиком Пьером-Симоном Лапласом (1749–1827 гг.) Точка зрения Канта заключалась в эволюционном развитии холодной пылевой туманности, входе которого вначале появилось центральное массивное тело – Солнце, а после возникли и планеты. Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей, находящейся в состоянии быстрого вращения. Сжимаясь под воздействием силы всемирного тяготения, туманность вследствие закона сохранения момента импульса вращалась все быстрей и быстрей.

Формирование Солнечной системы-1

Под воздействием больших центробежных сил, появляющихся при быстром вращении в экваториальном поясе, от него последовательно отделялись кольца, превращаясь в результате охлаждения и конденсации в планеты. Так, по теории Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Несмотря на такого рода различия между двумя рассматриваемыми гипотезами, обе они исходят от одной идеи – Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. И потому эта идея иногда называется гипотезой Канта–Лапласа.

Более поздние гипотезы

• 1916 год — Джеймсом Джинсом была предложена новая теория, по которой вблизи Солнца прошла звезда и ее притяжение смогло вызвать выброс солнечного вещества, из которого с течением времени образовались планеты. Эта гипотеза должна была объяснить парадокс распределения момента импульса. Но в наше время специалисты не поддерживают такую теорию.

• 1935 год — Рассел сделал предположение, что Солнце было двойной звездой. Вторую звезду разорвало силами гравитации при тесном сближении с другой, третьей звездой. Девятью годами позднее Хойл высказал теорию, что Солнце было двойной звездой, при этом вторая звезда прошла весь путь эволюции и взорвалась как сверхновая, сбросив всю оболочку. Из остатков этой оболочки и была образована планетная система.

Формирование Солнечной системы-2

• Так, согласно представлениям в наше время, планеты солнечной системы образовались из холодного газопылевого облака, окружавшего Солнце миллиарды лет назад. Эта точка зрения более последовательно отражена в гипотезе российского ученого, академика Отто Юльевича Шмидта (1891–1956 гг.), который показал, что проблемы космологии возможно решить совместными усилиями астрономии и наук о Земле, в первую очередь географии, геологии, геохимии. В основании гипотезы Шмидта лежит мысль об образовании планет путем объединения твердых тел и пылевых частиц. Появившееся около Солнца газопылевое облако вначале состояло на 98 % из водорода и гелия. Остальные элементы конденсировались в пылевые частицы. Беспорядочное движение газа в облаке быстро прекратилось: оно изменилось на спокойное движение облака вокруг Солнца.

Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, чем образовали слой повышенной плотности. Когда-же плотность слоя смогла достигнуть некоторого критического значения, его собственное тяготение начало «соперничать» с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчив и распался на отдельные пылевые сгустки. Сталкиваясь между собой, ими было образовано множество сплошных плотных тел. Те из них что были крупней приобретали почти круговые орбиты и в своем росте стали обгонять другие тела, став потенциальными зародышами будущих планет. Как более массивные тела, новообразования присоединяли к себе остававшееся вещество газопылевого облака. В итоге сформировалось 9 больших планет, и их движение по орбитам остается устойчивым в течении миллиардов лет.

Зимние мужские куртки AliExpress-1

Формирование Солнечной системы-3

Формирование планет

Учитывая физические характеристики все планеты делятся на две группы. В одной из них сравнительно небольшие планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля и Mapc. Их вещество имеет сравнительно высокую плотность: в среднем около 5,5 г/см3, что в 5,5 раза превышает плотность воды. В другую группу входят планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты имеют огромную массу.

Так, масса Урана равняется 15-ти земным массам, а Юпитера – 318-ти. Состоят планеты-гиганты в основном из водорода и гелия, а средняя плотность их вещества близка к плотности воды. Как видно, у этих планет нет твердой поверхности, по типу планет земной группы. Особенное место занимает девятая планета – Плутон, которая была открыта в марте 1930 года. По своим размерам она приближается к планетам земной группы. Не так давно обнаружили, что Плутон – двойная планета: она состоит из центрального тела и очень большого спутника. Оба небесных тела обращаются вокруг общего центра масс.

В процессе формирования планет их разделение на две группы обусловливается тем, что в далеких от Солнца частях облака температура была низкой и все вещества, кроме водорода и гелия, образовали твердые частицы. Среди них преобладал метан, аммиак и вода, определившие состав Урана и Нептуна. В состав самых массивных планет – Юпитера и Сатурна, кроме этого, вошло значительное количество газов. В области планет земной группы температура была в значительной степени выше, и все летучие вещества (в том числе метан и аммиак) оставались в газообразном состоянии, и, как следствие, в состав планет не вошли. Планеты этой группы сформировались главным образом из силикатов и металлов.

Процесс образования Солнечной системы нельзя считать досконально изученным, а предложенные гипотезы – совершенными. К примеру, в рассмотренной гипотезе не учитывали влияние электромагнитного взаимодействия при формировании планет. Выяснение этого и других вопросов – дело будущего.

 

 


 

ред. shtorm777.ru