A bolygórendszerek kialakulása
- mert abban az időben az egyetlen ilyen rendszer ismert volt az egész Univerzumban - a Naprendszerünkben. Ennek eredményeképpen mind a teoretikusok, mind a megfigyelők arra irányuló erőfeszítései, hogy a probléma megoldására irányultak, a világegyetem egyetlen tárgya felé irányultak, amelynek lakói.
A 17-18. Században kifejtették az első ötleteket a naprendszer kialakításáról. Eddig a bolygórendszer kialakulásának ezt a közös ideológiáját gyakran Kant-Laplace elméletének nevezik, azon tudósok neve után, akik először többé-kevésbé egyértelműen megfogalmazták. Ez az az elképzelés, hogy a Naprendszer egy, a Nap körül forgatott gáz-porlemezből alakult ki. És ennek eredményeképp, hogy ez a lemez egyre síkabbá vált, fokozatosan felbomlott töredékekké, amelyek viszont bolygókká változtak. Ebben a formában a naprendszer kialakulása az 50-es évekig jelent meg. Az 1950-es években egy figuratív fázisból pontosabb, számszerűsített tudományos kutatások fázisa lett. Ma büszkén mondhatjuk, hogy a modern tervek alapítója a bolygók kialakulásáról a szovjet tudós Viktor Sergejevics S Safronov. Bár a fő ideológiát Schmidt formálta, tudományosan ezeket a gondolatokat a Safronov és a diákjai fejlesztették ki.
Az elképzelések szerint kifejezett Safronov, a gáz-por lemez, amely körülvesz egy fiatal csillag, a porrészecskéket fokozatosan kezd összeállni egymással, viszont a több és nagyobb testek, amelyek elérik az első méter, majd kilométeres méretű. Ebben a szakaszban különleges névvel - planetesimálokkal rendelkeznek. A bolygószerkezet további agglomerációja óriási bolygók kialakulásához vezet a bolygórendszerben. Így protosolar szerinti rendszer a hőmérsékleti feltételek két részre van osztva területekre közelebb a csillag, ahol elég forró miatt sugárzás nem kondenzálódik a jég nem lehet kondenzálva egy szilárd víz, ammónia, és más gázok, így képezhető csak a kő bolygók. És ennek megfelelően ezek a bolygók kevésbé masszívnak bizonyulnak, mert kevesebb anyag áll rendelkezésre kialakulásukhoz. A jéghíd mögött a jég kondenzációja lehetséges, nagyobb testek kialakulása lehetséges, és ott hatalmas bolygók, óriás bolygók vannak. Ez a kép nagyon szépen leírja a napkollektoros rendszert. Nem csak megmagyarázza, miért van 4 kő bolygó és 4 óriás bolygó, hanem magyarázza az aszteroida öv kémiai összetételét. Ez a határ neve a hóvonal, és a naprendszerben áthalad az aszteroidák övén. Szintén úgy tűnik, hogy azok a kisbolygók, amelyek belsejében a hóhatár, sőt, kevésbé gazdag víz, jég, mint a kisbolygók, amelyek mögött hóhatár távolabb a Naptól, mint szükséges kondenzációs víz jég.
Nagyon logikus és harmonikus kép létezett a kilencvenes évekig, de ebben az időszakban számos olyan felfedezés történt, amelyek közvetlenül vagy közvetve befolyásolták a bolygók kialakulását. Először is, a felfedezés a Kuiper-öv, másrészt a nyitó az első barna törpék, és harmadszor, az elején az első közvetlen megfigyelései protoplanetáris korong más csillagok körül, és természetesen a legfontosabb dolog - a felfedezés exobolygók.
A 90-es években már meglévő elméletekbe bevezetett főbb újítások annak a ténynek tudhatók be, hogy az extraszuláris bolygók közül nagyon sok az úgynevezett forró Jupiter. Ezek óriási bolygók, amelyek tömegei néha jelentősen meghaladják a Jupiter tömegét, és amelyeket csillagoktól nagyon kis távolságra húztak. Sokan közülük közel állnak a csillagokhoz, mint a naprendszerben, a Merkúr pályája a Nap felé halad. A korábbi magyarázatok szerint a Jupiternek a hó mögött kell lennie a Naptól távol. Az új helyzetben ugyanazok a hatalmas bolygók, de egy csillag csillagegységének századjai egy csillagtól. A hagyományos ötletek nem tudták megmagyarázni ezt a jelenséget. Egy másik probléma, amellyel a bolygók kialakulását tanulmányozó emberek szembesülnek, az azóta felfedezett protoplanetáris lemezek nagyon rövid élettartama. Annak a ténynek köszönhetően, hogy képesek vagyunk mérni a csillagok korát, mérhetjük e csillagok korát és protoplanetáris lemezeit. És kiderül, hogy a protoplanetáris lemezek legfeljebb 10 millió évig élnek. Míg a standard verzióban, a Safronov verziójában, a bolygók kialakulása több száz millió évig tart. Ezúttal nem létezik a fiatal bolygórendszer: a bolygót több millió év alatt kell megalakítani, majd a lemez egyszerűen megszűnik, a protoplanetáris lemez disszipálja.
Jelenleg két megközelítés létezik a bolygórendszerek kialakulásában. Az egyik a Safronov megközelítés, az úgynevezett akkreditációs modell fejlesztése a mag számára. E modell szerint, az üres először kialakult egy bizonyos bolygó embrió kő mag, amely azután accretes a gáz már kialakult, és óriási bolygó, mint a Jupiter, a Szaturnusz, vagy a Naprendszeren kívüli bolygók óriás. Ebben az esetben felmerül a kérdés, az életkor és az emberek, akiknél ez a modell, akkor most próbálják valahogy felgyorsítani a modellezési folyamat, hogy megértsük, hogyan lehet menni nem több százmillió éves, és csak néhány millió év.
A második lehetőség azzal a kísérletekkel kapcsolatos, hogy egy protoplanetáris lemezen a bolygók kialakulását megmagyarázzák ugyanaz a mechanizmus, amely a csillagok kialakulásához vezet - a gravitációs instabilitást. Más szóval, ha a lemez elég masszírozza, és sok anyag van benne, akkor valamilyen heterogenitás jelenhet meg benne, ami a saját gravitációs hatása alatt zsugorodik. Ha elég masszívak lesznek, magukba esnek, összeomlanak, és hatalmas bolygókká válnak. Egy ilyen folyamatnak nincsen korfüggő problémája: a gravitációs instabilitás arra vezethet, hogy a Jupiterhez hasonló bolygók több mint ezer éve, tízezer évig alakulnak ki. A bolygó kialakulásának ez a pillanata még a protoplanetáris lemezek kis korához képest is gyors. De miközben a modell alkotói nem tudják megmagyarázni, hogyan sikerül lehűlni az összenyomható anyag. Az a tény, hogy a tömörítés során az anyagot felmelegítik, és ezt a felesleges energiát le kell dobni valahova. Azonban még nem ismert, hogy ez az energiafelszabadulás ilyen gyorsan alakulhat ki. Ezért a tudományos közösség javára most az első, Safronovskom elmélet bolygó kialakulása, amely szerint a bolygó kialakulása zajlik két szakaszból áll: a kialakulása egy sziklás mag, amely azután vagy lesz akár független bolygó Föld-szerű vagy mag óriás bolygó: akkor már esik a protoplanetáris lemezből származó anyag és egy hatalmas bolygó alakul ki.
A porrészecskék tapadása a legkorábbi szakaszban fizikai és kémiai erők hatására történik, vagyis egyszerűen egymáshoz ragaszkodnak. A korai szakaszban a porrészecskék túl kicsi ahhoz, hogy gravitációsan egymásra hatjanak. Van egy ilyen érdekes pont: az interstelláris közegben lévő porrészecskéknél keletkezik egy jégköpeny, amely főként szén-monoxidból, vízből és ammóniából áll. A csillag sugárzás hatására kémiai reakciók léphetnek fel ebben a jégköpenyben, ami bonyolultabb, "ragadós" tulajdonságokkal rendelkező szerves vegyületek kialakulásához vezet. Ez azt jelenti, hogy a porszemcsék ilyen szerves ruhákkal felépülhetnek, ezért nagyon jól ragaszkodnak egymáshoz, és ez elősegíti majd egy jövőbeli bolygó kialakulását. Ha ezek a mega-porrészecskék az egy kilométeres nagyságrendig nőnek, akkor a gravitáció közöttük mozog. A további porrészecskék (planétaszedmékek) a kölcsönös vonzás következtében egyesülnek egymással.
Dmitry Vibe. Fizikai és matematikai tudományok doktora, az Orosz Tudományos Akadémia Csillagászati Intézetének Fizika Tanszékének Fizika Tanszékének vezetője