Η προέλευση του ηλιακού μας συστήματος

Μία από τις πιο ερωτημένες ερωτήσεις των αστρονόμων είναι: πώς φτάσαμε εδώ ο ήλιος και οι πλανήτες μας; Είναι μια καλή ερώτηση και αυτή που οι ερευνητές απαντούν καθώς εξερευνούν το ηλιακό σύστημα. Δεν υπήρξε έλλειψη θεωριών για τη γέννηση των πλανητών τα χρόνια. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, δεδομένου ότι εδώ και αιώνες η Γη πιστεύεται ότι είναι το κέντρο του συνόλου σύμπαν, για να μην αναφέρουμε το ηλιακό μας σύστημα. Φυσικά, αυτό οδήγησε σε μια αποτίμηση της προέλευσής μας. Μερικές πρώτες θεωρίες υποδηλώνουν ότι οι πλανήτες έπεσαν από τον Ήλιο και σταθεροποιήθηκαν. Άλλοι, λιγότερο επιστημονικοί, πρότειναν ότι κάποια θεότητα απλά δημιούργησε το ηλιακό σύστημα από το τίποτα μέσα σε λίγες μόνο "ημέρες". Η αλήθεια, ωστόσο, είναι πολύ πιο συναρπαστική και εξακολουθεί να είναι μια ιστορία γεμάτη με παρατηρητικά δεδομένα.

Ως κατανόηση της θέσης μας στο γαλαξίας έχει αυξηθεί, έχουμε επαναξιολογήσει το ζήτημα των αρχών μας, αλλά για να προσδιορίσουμε το αληθινό προέλευσης του ηλιακού συστήματος, πρέπει πρώτα να προσδιορίσουμε τους όρους που θα έπρεπε να έχει μια τέτοια θεωρία συναντώ.

Οποιαδήποτε πειστική θεωρία της προέλευσης του ηλιακού μας συστήματος πρέπει να είναι σε θέση να εξηγήσει επαρκώς τις διάφορες ιδιότητες εκεί. Οι κύριες συνθήκες που πρέπει να εξηγηθούν περιλαμβάνουν:

• Η τοποθέτηση του Ήλιου στο κέντρο του ηλιακού συστήματος.
• Η πομπή των πλανητών γύρω από τον Ήλιο σε κατεύθυνση αντίθετη προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού (όπως φαίνεται από πάνω από τον βόρειο πόλο της Γης).
• Η τοποθέτηση των μικρών βραχονησίων κόσμων (των επίγειων πλανητών) που βρίσκονται πλησιέστερα στον Ήλιο, με τους μεγάλους γίγαντες αερίων (τους πλανήτες του Jovian) να βγαίνουν πιο μακριά.
• Το γεγονός ότι όλοι οι πλανήτες εμφανίζονται να έχουν σχηματιστεί γύρω από τον Ήλιο.
• Η χημική σύνθεση του Ήλιου και των πλανητών.
• Η ύπαρξη κομήτες και αστεροειδείς.

Η μόνη μέχρι τώρα θεωρία που πληροί όλες τις απαιτήσεις που αναφέρονται παραπάνω είναι γνωστή ως η θεωρία των ηλιακών νεφελωμάτων. Αυτό υποδηλώνει ότι το ηλιακό σύστημα έφτασε στην τρέχουσα μορφή του μετά την κατάρρευση από ένα μοριακό σύννεφο αερίων πριν από 4.568 δισεκατομμύρια χρόνια.

Στην ουσία, ένα μεγάλο μοριακό σύννεφο αερίων διαμέτρου ενός έτους φωτός διαταράχθηκε από ένα κοντινό γεγονός: είτε μια έκρηξη υπερκαινοφανών είτε ένα πέρασμα αστέρι δημιουργώντας μια βαρυτική διαταραχή. Το γεγονός αυτό προκάλεσε τη συσσώρευση περιοχών του σύννεφου, με το κεντρικό τμήμα του νεφελώματος να είναι το πιο πυκνό, καταρρέοντάς το σε ένα μοναδικό αντικείμενο.

Με περιεκτικότητα άνω του 99,9% της μάζας, το αντικείμενο αυτό ξεκίνησε το ταξίδι του στην αστέρι κάνοντας πρώτα πρωτότυπο. Συγκεκριμένα, πιστεύεται ότι ανήκε σε μια κατηγορία αστεριών γνωστή ως αστέρια T Tauri. Αυτά τα προ-αστέρια χαρακτηρίζονται από τα γύρω σύννεφα αερίου που περιέχουν προ-πλανητικό ύλη με το μεγαλύτερο μέρος της μάζας που περιέχεται στο ίδιο το αστέρι.

Το υπόλοιπο θέμα στο περιβάλλον δίσκο παρείχε τις θεμελιώδεις δομικές μονάδες για τους πλανήτες, τους αστεροειδείς και τους κομήτες που τελικά θα σχηματίστηκαν. Περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια μετά το αρχικό κύμα κλονισμού προκάλεσε την κατάρρευση, ο πυρήνας του κεντρικού άστρου έγινε αρκετά ζεστός ώστε να ανάψει πυρηνική σύντηξη. Η σύντηξη παρείχε αρκετή θερμότητα και πίεση, ώστε να εξισορροπείται η μάζα και η βαρύτητα των εξωτερικών στρωμάτων. Σε εκείνο το σημείο, το βρεφικό αστέρι βρισκόταν σε υδροστατική ισορροπία και το αντικείμενο ήταν επίσημα ένα αστέρι, ο ήλιος μας.

Στην περιοχή που περιβάλλει το νεογέννητο αστέρι, μικρές, ζεστές σφαίρες του υλικού συγκρούστηκαν μαζί για να σχηματίσουν μεγαλύτερα και μεγαλύτερα "κοσμήματα" που ονομάζονται planetesimals. Τελικά, έγιναν αρκετά μεγάλοι και είχαν αρκετή "αυτοβαρτικότητα" για να πάρουν σφαιρικά σχήματα.

Καθώς μεγάλωναν και μεγαλώνουν, αυτοί οι πλανήτες σχημάτιζαν πλανήτες. Οι εσωτερικοί κόσμοι παρέμειναν βραχώδεις, καθώς ο ισχυρός ηλιακός άνεμος από το νέο αστέρι σάρωσε μεγάλο μέρος του νεφελώδους αερίου σε ψυχρότερες περιοχές, όπου συλλήφθηκε από τους αναδυόμενους πλανήτες του Jovian. Σήμερα, μερικά υπολείμματα αυτών των planetesimals παραμένουν, μερικά όπως Αστεροειδείς του Δούρειου Δίσκου που τροχιά κατά μήκος του ίδιου μονοπατιού ενός πλανήτη ή σελήνης.

Τελικά, η συσσώρευση της ύλης μέσω συγκρούσεων επιβραδύνθηκε. Η νεοσυσταθείσα συλλογή πλανητών ανέλαβε σταθερές τροχιές και μερικές από αυτές μετανάστευσαν προς το εξωτερικό ηλιακό σύστημα.

Οι πλανητικοί επιστήμονες έχουν περάσει χρόνια αναπτύσσοντας μια θεωρία που ταιριάζει με τα παρατηρητικά δεδομένα για το ηλιακό μας σύστημα. Η ισορροπία της θερμοκρασίας και της μάζας στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα εξηγεί τη διάταξη των κόσμων που βλέπουμε. Η δράση του σχηματισμού του πλανήτη επηρεάζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο οι πλανήτες εγκαθίστανται στις τελικές τροχιές τους και πώς κατασκευάζονται οι κόσμοι και στη συνέχεια τροποποιούνται από συνεχείς συγκρούσεις και βομβαρδισμούς.

Ωστόσο, καθώς παρατηρούμε άλλα ηλιακά συστήματα, διαπιστώνουμε ότι οι δομές τους ποικίλλουν άγρια. Η παρουσία μεγάλων γίγαντες αερίων κοντά στο κεντρικό τους αστέρι δεν συμφωνεί με τη θεωρία των ηλιακών νεφελωμάτων. Πιθανότατα σημαίνει ότι υπάρχουν κάποιες πιο δυναμικές ενέργειες που οι επιστήμονες δεν έχουν αντιληφθεί στη θεωρία.

Μερικοί πιστεύουν ότι η δομή του ηλιακού μας συστήματος είναι αυτή που είναι μοναδική, που περιέχει πολύ πιο άκαμπτη δομή από άλλες. Τελικά αυτό σημαίνει ότι ίσως η εξέλιξη των ηλιακών συστημάτων δεν είναι τόσο αυστηρά ορισμένη όπως πιστεύαμε κάποτε.