Přibližně před 4,5 miliardami let, gravitace vytáhl oblak prachu a plynu dohromady tvoří naší sluneční soustavy. Zatímco vědci si nejsou jisti přesnou povahou procesu, pozorování mladých hvězdných systémů v kombinaci s počítačovými simulacemi jim umožnilo vyvinout tři modely toho, co se mohlo stát před tolika lety.
narození slunce
masivní koncentrace mezihvězdného plynu a prachu vytvořila molekulární oblak, který by tvořil místo narození slunce., Chladné teploty způsobily, že se plyn shlukoval dohromady a rostl stále hustěji. Nejhustší části oblaku se začaly zhroutit pod vlastní gravitací a vytvářely bohatství mladých hvězdných objektů známých jako protostary. Gravitace pokračovala v kolapsu materiálu na kojenecký objekt a vytvořila hvězdu a disk materiálu, ze kterého by se planety vytvořily. Když fusion kopl do, hvězda začala výbuch hvězdný vítr, který pomohl vyklidit trosky a zastavil ji od pádu dovnitř.,
i když plyn a prach rubáš mladých hvězd viditelných vlnových délek, a infračervené dalekohledy prozkoumali mnoho z Galaxie Mléčná dráha je mraky odhalit natal prostředí jiných hvězd. Vědci aplikovali to, co viděli v jiných systémech, na naši vlastní hvězdu.
poté, co se vytvořilo slunce, obklopil ho masivní disk materiálu asi 100 milionů let. To může znít jako více než dost času na to, aby se planety vytvořily, ale z astronomického hlediska je to mrknutí oka., Jako novorozené slunce zahřívá disk, plyn odpaří rychle, což novorozence planety a měsíce jen krátké množství času, aby ho zvedl.
modely formace
vědci vyvinuli tři různé modely, které vysvětlují, jak se mohly vytvořit planety ve sluneční soustavě a mimo ni. První a nejrozšířenější model, jádro akrece, funguje dobře s tvorbou rocky terestrické planety, ale má problémy s obří planety. Druhá, oblázková akrece, by mohla umožnit planetám rychle se tvořit z nejmenších materiálů., Třetí, metoda nestability disku, může představovat vytvoření obřích planet.
jádro akrečního modelu,
Přibližně 4,6 miliard let, sluneční soustava, byl oblak prachu a plynu známé jako sluneční mlhoviny. Gravitace zhroutila materiál na sebe, když se začala točit, tvořit slunce ve středu mlhoviny.
se vzestupem slunce se zbývající materiál začal shlukovat. Malé částice se táhly dohromady, vázané gravitační silou, na větší částice., Sluneční vítr smetl z bližších oblastí lehčí prvky, jako je vodík a helium, a ponechal pouze těžké, skalnaté materiály k vytvoření pozemských světů. Ale dál, sluneční větry měly menší dopad na lehčí prvky, což jim umožnilo sloučit se do plynových obrů. Tímto způsobem byly vytvořeny asteroidy, komety, planety a měsíce.
zdá se, že některá pozorování exoplanet potvrzují, že jádro narůstá jako dominantní proces tvorby., Hvězdy s větší „kovy“ — termín astronomové používají pro jiné prvky než vodík a helium — v jejich jádra mají více obřích planet, než jejich kovové-chudí příbuzní. Podle NASA, jádro narůstání naznačuje, že malé, skalnaté světy by měly být častější než masivnější plynových obrů.
V roce 2005 objev obří planety s masivní jádro obíhá kolem slunci podobné hvězdy HD 149026 je příkladem exoplanety, které pomohly posílit pouzdro pro core narůstání.,
“ toto je potvrzení teorie jádra pro tvorbu planet a důkaz, že planety tohoto druhu by měly existovat v hojnosti,“ uvedl Greg Henry v tiskové zprávě. Henry, astronom na Tennessee State University, Nashville, zjistil stmívání hvězdy.
v roce 2017 plánuje Evropská kosmická agentura zahájit charakterizující satelit ExOPlanet (CHEOPS), který bude studovat exoplanety ve velikostech od super-zemin po Neptun. Studium těchto vzdálených světů může pomoci určit, jak se planety ve sluneční soustavě vytvořily.,
“ ve scénáři narůstání jádra musí jádro planety dosáhnout kritického množství, než bude schopno rychle nabývat plynu,“ uvedl tým CHEOPS. „Tato kritická hmotnost závisí na mnoha fyzických proměnných,z nichž nejdůležitější je rychlost narůstání planet.“
studiem toho, jak rostoucí planety získávají materiál, CHEOPS poskytne vhled do toho, jak světy rostou.
MODEL nestability disku
ale potřeba rychlé formace pro obří plynové planety je jedním z problémů narůstání jádra., Podle modelů proces trvá několik milionů let, déle než byly lehké plyny k dispozici v rané sluneční soustavě. Současně, základní akreční model čelí problému migrace, protože dětské planety se pravděpodobně v krátkém čase spirálují do slunce.
„Obří planety tvoří opravdu rychle, za pár milionů let,“ Kevin Walsh, výzkumník v Southwest Research Institute (SwRI), Boulder, Colorado, řekl Space.com. „To vytváří časový limit, protože plynového disku kolem slunce, trvá jen 4 až 5 milionů let.,“
podle relativně nové teorie je nestabilita disku, shluky prachu a plynu spojeny brzy v životě sluneční soustavy. Postupem času se tyto shluky pomalu zhutňují do obří planety. Tyto planety se mohou tvořit rychleji než jejich hlavní narůstající soupeři, někdy za pouhých 1000 let, což jim umožňuje zachytit rychle mizející lehčí plyny. Rychle také dosáhnou hmotnosti stabilizující oběžnou dráhu, která je chrání před smrtí-pochodující na slunce.,
jak vědci pokračují ve studiu planet uvnitř sluneční soustavy, stejně jako kolem jiných hvězd, lépe pochopí, jak se tvořili plynní obři.
Pebble narůstání
největší výzvou pro jádrové akrece je čas — budování mohutných obrů plynu dostatečně rychle, aby chytit lehčí komponenty jejich atmosféru. Nedávný výzkum zkoumal, jak menší, oblázkové, velké objekty z taveného společně vybudovat obří planety až 1000 krát rychlejší, než dřívější studie.,
„Toto je první model, o kterých víme, že začínáte s docela jednoduchou konstrukci pro sluneční mlhoviny, z které se formují planety, a skončit s obří-planety, které vidíme,“ autor studie vedoucí Harold Levisona, astronom na SwRI, řekl Space.com v roce 2015.
V roce 2012, výzkumníci Michiel Lambrechts a Anders Johansen z Lund University ve Švédsku navrhl, že malé oblázky, jednou odepsán, která se konala klíčem k rychlému budování obřích planet.,
„ukázalo Se, že zbytky oblázky z tohoto procesu tvorby, které dříve byly považovány za nedůležité, by mohla být ve skutečnosti obrovské řešení k planetě tvořící problém,“ Levisona řekl.
Levisona a jeho tým postavili na tom, že výzkum na modelu, přesněji řečeno, jak malé kamínky by mohly vytvořit planety vidět v galaxy dnes., Zatímco předchozí simulace, a to jak velkých a středně velkých objektů spotřebované jejich oblázkové velikosti bratranci na relativně konstantní rychlostí, Levisona simulace naznačují, že větší objekty se choval více jako tyrani, chytnout pryč oblázky od středně velké masy rostou daleko rychleji.
„větší objekty mají tendenci se rozptýlit do menších více, než ty menší rozptyl je zpět, takže menší konec se rozptýlí mimo pebble disku,“ spoluautor studie Katherine Kretke, také z SwRI, řekl Space.com., „Větší chlap v podstatě šikanuje menší, aby mohli jíst všechny oblázky sami, a mohou i nadále růst, aby vytvořili jádra obřích planet.“
pěkný model
původně si vědci mysleli, že planety vytvořené ve stejné části sluneční soustavy, ve které dnes sídlí. Objev exoplanet otřásl věcmi a odhalil, že alespoň některé z nejmasivnějších objektů by mohly migrovat.,
v roce 2005 trojice dokumentů publikovaných v časopise Nature navrhla, že obří planety byly vázány na téměř kruhové oběžné dráhy mnohem kompaktnější než dnes. Velký disk hornin a divizích kolem nich, rozkládající se asi 35 krát vzdálenosti Země-slunce, jen za Neptunem je v současné oběžné dráze. Nazvali to pěkný model, po městě ve Francii, kde o tom poprvé diskutovali.
když planety interagovaly s menšími těly, rozptýlily většinu z nich směrem ke slunci., Tento proces způsobil, že obchodovali s energií s objekty, posílali Saturn, Neptun a Uran dále do sluneční soustavy. Nakonec se malé objekty dostaly k Jupiteru, který je poslal létat na okraj sluneční soustavy nebo úplně z ní.
Pohyb mezi Jupiter a Saturn jel Uran a Neptun do ještě více výstřední oběžné dráhy, posílám pár přes zbývající disk ices. Část materiálu byla vhozena dovnitř, kde se během pozdního těžkého bombardování zřítila do pozemských planet. Další materiál byl vyhozen ven a vytvořil Kuiperův pás.,
když se pomalu pohybovali směrem ven, Neptun a Uran obchodovali s místy. Nakonec, interakce se zbývajícími troskami způsobily, že se pár usadil do více kruhových cest, když dosáhli své současné vzdálenosti od slunce.
po cestě je možné, že jedna nebo dokonce dvě další obří planety byly vyhozeny ze systému. Astronom David Nesvorny ze SwRI modeloval časnou sluneční soustavu při hledání stop, které by mohly vést k pochopení jeho rané historie.,
„V prvních dnech, solární systém byl velmi odlišný, s mnoho více planet, možná tak masivní, jak Neptun, tvořit a být roztroušeny na různých místech,“ řekl Nesvorny Space.com
Vodní sběrači
solární systém nechtěl zabalit jeho tvorby po planet tvořil. Země vyniká z planet kvůli vysokému obsahu vody, o kterém se mnozí vědci domnívají, že přispěl k vývoji života., Ale planeta je aktuální umístění bylo příliš teplé na to, aby sbírat vodu v rané sluneční soustavy, což naznačuje, že životodárná tekutina může být doručena poté, co byl dospělý.
ale vědci stále neznají zdroj této vody. Původně měli podezření, komet, ale několik misí, včetně šesti, které letěl halleyova kometa v roce 1980 a více nedávné Evropské Kosmické Agentury Rosetta satelit, bylo zjištěno, že složení ledového materiálu, z okraji sluneční soustavy ne zcela odpovídaly Země.,
pás asteroidů je dalším potenciálním zdrojem vody. Několik meteoritů prokázaly změny, změny v jejich životech, že náznak, že voda v nějaké formě ve styku s jejich povrchem. Dopady meteoritů by mohly být dalším zdrojem vody pro planetu.
nedávno někteří vědci zpochybnili představu, že časná země byla příliš horká na to, aby sbírala vodu. Tvrdí, že pokud se planeta vytvořila dostatečně rychle, mohla shromáždit potřebnou vodu z ledových zrn dříve, než se odpaří.,
zatímco země se držela na své vodě, Venuše a Mars by pravděpodobně byly vystaveny důležité kapalině stejným způsobem. Stoupající teploty na Venuši a odpařující se atmosféra na Marsu jim zabránily udržet si vodu, což však vedlo k suchým planetám, které dnes známe.