LISÄYSTEORIA: TAUSTA JA SELITYS - FYYSINEN - 2026

T eoría kasvu (tai kasvu) astrofysiikassa, selittää, että planeetat ja muiden taivaankappaleiden muodostetaan kondensoimalla pieniä pölyhiukkasia ovat puoleensa painovoiman.

Venäläisen geofysiikan Otto Schmidtin (1891-1956) esittämä ajatus siitä, että planeetat muodostuvat tällä tavoin, esitti vuonna 1944; Hän ehdotti, että valtava kaasu- ja pölypilvi, litistetyn levyn muodossa, ympäröi aurinkoa varhaisessa aurinkojärjestelmässä.

Kuva 1. Taiteilijan konsepti protoplanetaarisesta levystä, josta planeetat muodostuvat akryylin avulla. Lähde: Wikimedia Commons.

Schmidt väitti, että aurinko oli hankkinut tämän pilven yhdessä toisen tähden kanssa, joka liikkuessaan galaksin läpi kulki samaan aikaan pölyn ja kaasun sisältävän sumun läpi. Toisen tähden läheisyys auttoi meitä tarttumaan asiaan, joka myöhemmin tiivistyi.

Hypoteesit aurinkokunnan muodostumisesta jakautuvat kahteen luokkaan: evoluutio- ja katastrofaaliset. Entinen edustaja väittää, että sekä aurinko että planeetat kehittyvät yhdestä prosessista ja juontavat juurensa Inmanuel Kantin (1724-1804) ja Pierre Simon de Laplasen (1749-1827) ehdottamiin ideoihin.

Toinen kohta katastrofaaliseen tapahtumaan, kuten törmäys tai läheisyys toisen tähden kanssa, laukaisee planeetan muodostumista. Alun perin Schmidtin hypoteesi kuului tähän luokkaan.

Selitys

Nykyään on havaittu nuoria tähtijärjestelmiä ja riittävä laskentateho numeeristen simulaatioiden suorittamiseksi. Tästä syystä katastrofaaliset teoriat on hylätty evoluutiomallien hyväksi.

Tutkimusyhteisö hyväksyy parhaiten aurinkojärjestelmän muodostumisen sumuisen hypoteesin, joka ylläpitää lisäystä planeetanmuodostusprosessina.

Oman aurinkokuntamme tapauksessa 4,5 miljardia vuotta sitten painovoima veti pienet kosmisen pölyn hiukkaset - joiden koko vaihteli muutamasta angströmistä 1 senttimetriin - keskipisteen ympärille muodostaen pilven.

Tämä pilvi oli auringon ja sen planeettojen syntymäpaikka. Arvataan, että kosmisen pölyn alkuperä voi olla supernoovan aiempi räjähdys: tähti, joka romahti voimakkaasti ja hajotti jäännökset avaruuteen.

Pilven tiheimmillä alueilla hiukkaset törmäsivät useammin läheisyytensä takia ja alkoivat menettää kineettistä energiaa.

Sitten gravitaatioenergia aiheutti pilven romahtamisen oman painovoimansa alla. Näin syntyi protostari. Painovoima jatkoi toimintaansa, kunnes se muodosti levyn, josta ensin muodostettiin renkaat ja myöhemmin planeetat.

Samaan aikaan keskustassa oleva aurinko tiivistyi, ja kun se saavutti tietyn kriittisen massan, sen sisällä alkoi tapahtua ydinfuusioreaktioita. Nämä reaktiot ylläpitävät aurinkoa ja kaikkia tähtiä.

Erittäin energiset hiukkaset ajettiin auringosta, jota kutsutaan aurinkotuuleksi. Tämä auttoi puhdistamaan roskat ja heittämään ne pois.

Planeetojen muodostuminen

Astronomit olettavat, että tähtikuninkaamme syntymän jälkeen sitä ympäröivä pöly- ja kaasulevy pysyi siellä vähintään 100 miljoonaa vuotta, antaen tarpeeksi aikaa planeettojen muodostumiseen.

Kuva 2. Kaavio aurinkokunnasta tänään. Lähde: Wikimedia Commons.

Aikaskaalamme tämä ajanjakso näyttää ikuisuudelta, mutta todellisuudessa se on vain lyhyt hetke maailmankaikkeuden aikana.

Tällöin muodostettiin suurempia esineitä, joiden halkaisija oli noin 100 km, ja niitä kutsuttiin tasosuuntaisiksi. Ne ovat tulevan planeetan alkioita.

Vastasyntyneen auringon energia auttoi haihduttamaan kaasuja ja pölyä levyltä, ja tämä lyhensi uusien planeettojen syntymäaikaa huomattavasti. Samaan aikaan törmäykset lisäsivät asiaa, koska tämä on tarkkaan lisääntyminen.

Maapallon muodostumisen mallit

Tarkastelemalla muodostumisen nuoria tähtiä tutkijat saavat kuvan siitä, kuinka oma aurinkokunta muodostui. Alussa oli vaikeuksia: nämä tähdet ovat piilossa näkyvällä taajuusalueella niitä ympäröivän kosmisen pölyn pilvien takia.

Infrapuna-anturilla varustettujen kaukoputkien ansiosta kosminen pölypilvi voidaan tunkeutua. On osoitettu, että suurimmassa osassa Linnunradan sumutta on muodostumassa tähtiä ja varmasti niitä seuraavia planeettoja.

Kolme mallia

Kaikilla tähän mennessä kerätyillä tiedoilla on ehdotettu kolme mallia planeettojen muodostumisesta. Laajimmin hyväksytty on akryidointiteoria, joka toimii hyvin kallioisilla planeetoilla, kuten Maalla, mutta ei yhtä hyvin kaasu jättiläisillä, kuten Jupiterilla ja muilla ulkoisilla planeetoilla.

Toinen malli on versio edellisestä. Tämän mukaan kivet muodostuvat ensin, jotka vetäytyvät painovoimaisesti toisiinsa, kiihdyttäen planeettojen muodostumista.

Lopuksi, kolmas malli perustuu levyn epävakauteen, ja se selittää parhaiten kaasu jättiläisten muodostumisen.

Ydinsisäistysmalli ja kallioiset planeetat

Auringon syntymän myötä jäljellä oleva materiaali alkoi kasaantua yhteen. Auringon tuuli pyyhkäisi suurempia klustereita ja kevyet elementit, kuten helium ja vety, kauempana keskustaan ​​sijaitseviin alueisiin.

Tällä tavoin raskaammat elementit ja yhdisteet, kuten metallit ja silikaatit, voisivat johtaa auringon lähellä oleviin kivisiin planeettoihin. Seuraavaksi aloitettiin geokemiallisen erilaistumisen prosessi ja muodostettiin maapallon eri kerrokset.

Toisaalta tiedetään, että auringon tuulen vaikutus heikkenee etäisyyden myötä. Kaukana auringosta valoelementtien muodostamat kaasut voivat kerätä. Näillä etäisyyksillä jäätymislämpötilat edistävät vesi- ja metaanimolekyylien tiivistymistä, jolloin syntyy kaasumaisia ​​planeettoja.

Tähtitieteilijät väittävät, että Marsin ja Jupiterin välillä on raja, jota kutsutaan "jääviivaksi" asteroidivyöntä pitkin. Siellä törmäysten taajuus oli alhaisempi, mutta korkea kondensoitumisnopeus aiheutti paljon suurempia planeetasoja.

Tällä tavalla luotiin jättiläisiä planeettoja prosessissa, joka kumouksellisesti vei vähemmän aikaa kuin kivisten planeettojen muodostuminen.

Lisäysteoria ja eksoplaneetit

Eksoplaneettojen löytämisen ja niistä kerätyn tiedon perusteella tutkijat ovat melko varmoja siitä, että lisäysmalli on planeettojen muodostumisen pääprosessi.

Se johtuu siitä, että malli selittää erittäin riittävästi maapallon kaltaisten kallioisten planeettojen muodostumisen. Kaikesta huolimatta hyvä osa tähän mennessä löydetyistä eksoplaneetoista on kaasumaisia, kooltaan Jupiterin kokoisia tai paljon suurempia.

Havainnot osoittavat myös, että kaasumaiset planeetat ovat vallitsevia tähtien ympärillä, joiden ytimessä on enemmän raskaita elementtejä. Toisaalta, kivisiä muodostuu tähtiä ympäröivien valoytimien kanssa, ja aurinko on yksi näistä.

Kuva 3. Taiteilijan esitys eksoplaneetasta Kepler 62f sen tähden ympärillä Lyran tähdistössä. Lähde: Wikimedia Commons.

Mutta vuonna 2005 löydettiin lopulta kallioinen eksoplaneetta, joka kiertää aurinko-tyyppistä tähteä. Tavallaan tämä löytö ja muut seurannut osoittavat, että kallioisia planeettoja on myös suhteellisen runsaasti.

Exoplaneettojen ja niiden muodostumisen tutkimiseksi Euroopan avaruusjärjestö käynnisti vuonna 2017 CHEOPS-satelliitin (Characterizing ExOPlanets Satellite). Satelliitti käyttää erittäin herkkää fotometriä mittaamaan valoa muista tähtijärjestelmistä.

Kun planeetta kulkee tähden edessä, sen kirkkaus vähenee. Analysoimalla tätä valoa, koko voidaan tietää ja onko kyseessä kaasumaiset vai kallioiset jättiläinen planeetta, kuten Maa ja Mars.

Nuorten järjestelmien havaintojen perusteella on mahdollista ymmärtää, kuinka lisääntyminen tapahtuu planeettojen muodostumisessa.

Viitteet

1. Maa. Tämä on 'Cheops', espanjalainen satelliitti eksoplaneettojen mittaamiseksi. Palautettu osoitteesta: elpais.com.
2. Planeettametsästäjät. Mitä me todella ymmärrämme planeettojen muodostumisesta? Palautettu osoitteesta: blog.planethunters.org.
3. Sergeev, A. Pölyn syntynyt. Palautettu osoitteesta: vokrugsveta.ru.
4. Aurinkokunnan muodostuminen. Luku 8. Palautettu osoitteesta: asp.colorado.edu.
5. Taylor, N. Kuinka aurinkokunta muodostui? Palautettu sivustolta: space.com.
6. Woolfson, M. Aurinkokunnan alkuperä ja kehitys. Palautettu osoitteesta: Acade.oup.com.