aproximadamente 4,5 bilhões de anos atrás, a gravidade puxou uma nuvem de poeira e gás juntos para formar o nosso sistema solar. Embora os cientistas não estejam certos da natureza exata do processo, Observações de sistemas estelares jovens combinados com simulações de computador permitiram-lhes desenvolver três modelos do que poderia ter acontecido há tantos anos.
nascimento do sol
uma concentração maciça de gás interestelar e poeira criou uma nuvem molecular que formaria o local de nascimento do sol., As temperaturas frias fizeram com que o gás se juntasse, crescendo cada vez mais denso. As partes mais densas da nuvem começaram a colapsar sob sua própria gravidade, formando uma riqueza de objetos estelares jovens conhecidos como protoestrelas. A gravidade continuou a colapsar o material sobre o objeto infantil, criando uma estrela e um disco de material do qual os planetas se formariam. Quando a fusão começou, a estrela começou a explodir um vento estelar que ajudou a limpar os detritos e a impedir de cair para dentro.,apesar de o gás e a poeira cobrirem estrelas jovens em comprimentos de onda visíveis, telescópios infravermelhos sondaram muitas das nuvens da Via Láctea para revelar o ambiente natural de outras estrelas. Os cientistas aplicaram o que viram noutros sistemas à nossa própria estrela.após a formação do sol, um disco maciço de material rodeou-o por cerca de 100 milhões de anos. Isso pode parecer mais do que tempo suficiente para os planetas se formarem, mas em termos astronômicos, é um piscar de olhos., À medida que o sol recém-nascido aquecia o disco, o gás evaporava-se rapidamente, dando aos planetas recém-nascidos e luas apenas um curto período de tempo para o recolher.
modelos de formação
cientistas desenvolveram três modelos diferentes para explicar como planetas dentro e fora do sistema solar podem ter se formado. O primeiro e mais amplamente aceito modelo, a acreção central, funciona bem com a formação dos planetas rochosos terrestres, mas tem problemas com planetas gigantes. A segunda, a acreção de seixos, poderia permitir que os planetas se formassem rapidamente a partir dos mais pequenos materiais., O terceiro, o método de instabilidade do disco, pode ser responsável pela criação de planetas gigantes.
o modelo de acreção do núcleo
aproximadamente 4,6 bilhões de anos atrás, o sistema solar era uma nuvem de poeira e gás conhecido como uma nebulosa solar. A gravidade colapsou o material em si mesmo quando começou a girar, formando o sol no centro da nebulosa.com o nascer do sol, o material restante começou a amontoar-se. Pequenas partículas se uniram, ligadas pela força da gravidade, em partículas maiores., O vento solar varreu elementos mais leves, como hidrogênio e hélio, das regiões mais próximas, deixando apenas materiais rochosos pesados para criar mundos terrestres. Mas mais longe, os ventos solares tiveram menos impacto em elementos mais leves, permitindo-lhes coalescer em gigantes gasosos. Desta forma, asteroides, cometas, planetas e luas foram criados.algumas observações de exoplanetas parecem confirmar a acreção do núcleo como o processo de formação dominante., Estrelas com mais” Metais ” — um termo que os astrônomos usam para outros elementos além de hidrogênio e hélio — em seus núcleos têm mais planetas gigantes do que seus primos pobres em metal. De acordo com a NASA, a acreção do núcleo sugere que Pequenos mundos rochosos deveriam ser mais comuns do que os gigantes gasosos mais massivos.
a descoberta de 2005 de um planeta gigante com um núcleo massivo orbitando a estrela semelhante ao sol HD 149026 é um exemplo de um exoplaneta que ajudou a fortalecer o caso para a acreção do núcleo.,
“Esta é uma confirmação da teoria de acreção central para a formação de planetas e evidência de que planetas deste tipo devem existir em abundância”, disse Greg Henry em um comunicado de imprensa. Henry, um astrônomo da Universidade Estadual do Tennessee, Nashville, detectou o escurecimento da estrela.
em 2017, A Agência Espacial Europeia planeia lançar o satélite de caracterização exoplaneta (CHEOPS), que irá estudar exoplanetas que vão de super-Terras a Neptuno. Estudar esses mundos distantes pode ajudar a determinar como planetas no sistema solar se formaram.,
“no cenário de acreção central, o núcleo de um planeta deve atingir uma massa crítica antes que ele seja capaz de accrete gás de uma forma fugitiva”, disse a equipe CHEOPS. “Esta massa crítica depende de muitas variáveis físicas, entre as mais importantes das quais está a taxa de acreção planetesimais.ao estudar como os planetas em crescimento segregam material, CHEOPS irá fornecer uma visão de como os mundos crescem.
O modelo de instabilidade do disco
mas a necessidade de uma formação rápida para os planetas de gás gigantes é um dos problemas da acreção do núcleo., De acordo com modelos, o processo leva vários milhões de anos, mais do que os gases leves estavam disponíveis no sistema solar inicial. Ao mesmo tempo, o modelo de acreção Central enfrenta uma questão de migração, como os planetas bebés são susceptíveis de entrar em espiral para o sol em um curto período de tempo.”planetas gigantes formam-se muito rapidamente, em poucos milhões de anos”, disse Kevin Walsh, um pesquisador do Instituto de pesquisa do Sudoeste (SwRI) em Boulder, Colorado, Space.com. ” isso cria um limite de tempo porque o disco de gás em torno do sol só dura 4 a 5 milhões de anos.,”
de acordo com uma teoria relativamente nova, instabilidade de disco, aglomerados de poeira e gás são unidos no início da vida do sistema solar. Com o tempo, estes aglomerados compactam lentamente num planeta gigante. Estes planetas podem formar-se mais rápido do que os seus rivais de acreção central, por vezes em menos de 1000 anos, permitindo-lhes capturar os gases mais leves que desaparecem rapidamente. Eles também rapidamente alcançam uma massa estabilizadora da órbita que os impede de marchar para o sol.,como os cientistas continuam a estudar planetas dentro do sistema solar, bem como em torno de outras estrelas, eles vão entender melhor como gigantes gasosos se formaram.
acreção de Pebble
O maior desafio para a acreção do núcleo é a construção do tempo gigantes gasosos maciços rápido o suficiente para pegar os componentes mais leves de sua atmosfera. Pesquisas recentes investigaram como objetos menores do tamanho de pedra fundidos juntos para construir planetas gigantes até 1.000 vezes mais rápido do que estudos anteriores.,
“Este é o primeiro modelo que sabemos sobre que você começa com uma estrutura muito simples para a nebulosa solar a partir da qual os planetas se formam, e acaba com o sistema de planetas gigantes que vemos”, o autor principal do estudo Harold Levison, um astrônomo em SwRI, disse Space.com em 2015.em 2012, os pesquisadores Michiel Lambrechts e Anders Johansen da Universidade de Lund, na Suécia, propuseram que tiny pebbles, uma vez descartado, segurasse a chave para a construção rápida de planetas gigantes.,
“eles mostraram que os restos deste processo de formação, que anteriormente eram considerados sem importância, poderiam realmente ser uma enorme solução para o problema da formação de planetas”, disse Levison.Levison e sua equipe construíram essa pesquisa para modelar mais precisamente como os pequenos seixos poderiam formar planetas vistos na galáxia hoje., Enquanto simulações anteriores, tanto objetos de grande e médio porte consumiam seus primos de tamanho seixo a uma taxa relativamente constante, as simulações de Levison sugerem que os objetos maiores agiam mais como valentões, roubando seixos das massas de tamanho médio para crescer a uma taxa muito mais rápida.
“os objetos maiores agora tendem a dispersar os menores mais do que os menores espalhá-los de volta, de modo que os menores acabam ficando dispersos do disco pebble”, estudo co-autor Katherine Kretke, também de SwRI, disse Space.com., “O tipo maior basicamente Intimida o mais pequeno para que eles possam comer todos os seixos eles mesmos, e eles podem continuar a crescer para formar os núcleos dos planetas gigantes.”
um bom modelo
originalmente, os cientistas pensaram que planetas formados na mesma parte do sistema solar em que residem hoje. A descoberta de exoplanetas abalou as coisas, revelando que pelo menos alguns dos objetos mais massivos poderiam migrar.,
em 2005, um trio de artigos publicados na revista Nature propôs que os planetas gigantes estavam ligados em órbitas quase circulares muito mais compactas do que são hoje. Um grande disco de rochas e gelo os cercou, estendendo-se até cerca de 35 vezes a distância terra-sol, logo depois da órbita atual de Netuno. Chamaram-lhe o modelo simpático, depois da cidade em França onde o discutiram pela primeira vez.à medida que os planetas interagiam com os corpos menores, eles dispersavam a maioria deles em direção ao sol., O processo levou-os a trocar energia com os objetos, enviando Saturno, Netuno e Urano mais para o sistema solar. Eventualmente, os pequenos objetos chegaram a Júpiter, que os Enviou voando para a borda do sistema solar ou completamente para fora dele. o movimento entre Júpiter e Saturno levou Urano e Netuno para órbitas ainda mais excêntricas, enviando o par através do disco restante de gelo. Parte do material foi lançado para dentro, onde colidiu com os planetas terrestres durante o pesado bombardeio tardio. Outro material foi lançado para fora, criando o cinturão de Kuiper., à medida que se moviam lentamente para fora, Netuno e Urano trocaram de lugar. Eventualmente, as interações com os detritos remanescentes fizeram com que o par se estabelecesse em caminhos mais circulares à medida que atingiam sua distância atual do sol.ao longo do caminho, é possível que um ou dois outros planetas gigantes tenham sido expulsos do sistema. O astrônomo David Nesvorny de SwRI modelou o sistema solar inicial em busca de pistas que poderiam levar à compreensão de sua história inicial.,
“Nos primeiros dias, o sistema solar era muito diferente, com muitos mais planetas, talvez, a massa de Netuno, formando e sendo espalhados para lugares diferentes,” disse Nesvorny Space.com
Água de catadores
O sistema solar não conclusão do processo de formação depois formaram-se os planetas. A terra destaca-se dos planetas devido ao seu elevado teor de água, que muitos cientistas suspeitam ter contribuído para a evolução da vida., Mas a localização actual do planeta era demasiado quente para recolher água no início do sistema solar, sugerindo que o líquido que dá vida pode ter sido entregue depois de ter sido cultivado.mas os cientistas ainda não sabem a fonte dessa água. Originalmente, suspeitavam de cometas, mas várias missões, incluindo seis que voaram pelo cometa Halley na década de 1980 e o mais recente satélite Rosetta da Agência Espacial Europeia, revelaram que a composição do material gelado dos arredores do sistema solar não coincidia com a da Terra.,o cinturão de asteroides faz outra fonte potencial de água. Vários meteoritos têm mostrado evidências de alteração, mudanças feitas no início de suas vidas que indicam que a água, de alguma forma, interagiu com sua superfície. Impactos de meteoritos podem ser outra fonte de água para o planeta.recentemente, alguns cientistas contestaram a noção de que a Terra primitiva era muito quente para coletar água. Eles argumentam que, se o planeta se formou rápido o suficiente, ele poderia ter coletado a água necessária dos grãos de gelo antes que eles evaporassem.,enquanto a Terra segurava a sua água, Vênus e Marte provavelmente teriam sido expostos ao líquido importante da mesma forma. A subida das temperaturas em Vénus e a evaporação da atmosfera em Marte impediram-nos de reter a sua água, no entanto, resultando nos planetas secos que conhecemos hoje.