Co to jest mgławica słoneczna?
Uważa się, że nasz układ słoneczny powstał około 4,6 miliarda lat temu z dużej chmury gazu i pyłu, mierząc średnicę kilku lat świetlnych, znaną jako mgławica. Chmura ta składała się głównie z gazowego wodoru, z mniejszymi ilościami elementów, które składają się obecnie na układ słoneczny. Zgodnie z teorią mgławicy słonecznej część tej chmury zaczęła kurczyć się grawitacyjnie, być może z powodu zakłóceń pobliskiej supernowej lub przejścia innej gwiazdy, a wraz z nią początkowa wolna rotacja chmury zaczęła się zwiększać wraz z kurczeniem się, powodując, że spłaszcza się do kształtu dysku. W miarę gromadzenia się większej ilości materiału w centrum dysku, gęstość i temperatura rosły, osiągając punkt, w którym rozpoczęło się stapianie atomów wodoru, tworząc hel i uwalniając ogromne ilości energii, powodując narodziny Słońca. Planety, asteroidy i komety powstały z resztek materiału.
Po pewnym czasie dalsze zapadanie się zatrzymało, gdy Słońce osiągnęło równowagę hydrostatyczną. Wiatr słoneczny z młodego Słońca rozproszył dużą część materiału w mgławicy słonecznej, zmniejszając jego gęstość, a mgławica zaczęła się ochładzać. Oprócz trzech najlżejszych pierwiastków - wodoru, helu i litu - elementy, z których zbudowana była mgławica słoneczna, powstały albo przez fuzję jądrową w gwiazdach, które już dawno minęły, albo, w przypadku pierwiastków cięższych od żelaza, przez supernowe. Obecne byłyby również proste kowalencyjne cząsteczki, w tym woda, metan i amoniak, i cząsteczki jonowe, takie jak tlenki metali i krzemiany. Początkowo, ze względu na wysokie temperatury na dysku, związki te byłyby gazowe, ale ponieważ nastąpiło chłodzenie większość pierwiastków i związków skondensowanych w małe cząstki; metale i związki jonowe skondensowane najpierw ze względu na ich wyższe temperatury wrzenia i topnienia.
W pobliżu środka dysku dominowały metale, związki metali i krzemiany, ale dalej, gdzie temperatury były niższe, duże ilości lodu skraplały się z mgławicy. W tym zewnętrznym regionie obfitował również gazowy wodór i hel; gazy te zostały w dużej mierze rozproszone przez wiatr słoneczny bliżej Słońca. Małe cząstki stałe zderzyły się i skleiły ze sobą, tworząc coraz większe obiekty, które zaczęły przyciągać więcej materiału przez grawitację, co ostatecznie spowodowało powstanie planet. W wewnętrznym układzie słonecznym brak lodu, wodoru i helu spowodował powstanie stosunkowo małych planet Merkury, Wenus, Ziemi i Marsa, złożonych głównie ze skał. Dalej lód i cząstki mineralne agregują się, tworząc większe ciała, które są w stanie zatrzymać lekkie gazy wodór i hel przez swoje stosunkowo silne pola grawitacyjne, co powoduje powstanie planet „gazowych gigantów”, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna.
Teoria mgławicy słonecznej wyjaśnia szereg kluczowych cech naszego Układu Słonecznego. Fakt, że planety - z wyjątkiem Plutona, który nie jest już uważany za planetę - wszystkie leżą mniej więcej na tej samej płaszczyźnie, a fakt, że wszystkie one krążą wokół Słońca w tym samym kierunku, sugeruje, że powstały one na dysku otaczające Słońce. Obecność stosunkowo małych, skalistych planet w wewnętrznym układzie słonecznym i gazowych gigantów w zewnętrznym regionie również dobrze pasuje do tego modelu.
Za Neptunem, najbardziej zewnętrzną planetą, leży Pas Kuipera, region stosunkowo małych obiektów złożonych ze skały i lodu. Uważa się, że Pluton mógł tu powstać i że komety są obiektami Pasa Kuipera, które zostały popchnięte na orbity, które wprowadzają je do wewnętrznego układu słonecznego. Pas Kuipera jest również dobrze wyjaśniony teorią mgławicy słonecznej jako wynikającą z resztek lodu i skalistego materiału zbyt cienko rozproszonego, aby uformować planety.
Dalsze dowody potwierdzające tę teorię pochodzą z innych miejsc Drogi Mlecznej. Astronomowie mogą badać części naszej galaktyki, w których obecnie powstają gwiazdy, takie jak Mgławica Oriona, duża objętość gazu znajdująca się w gwiazdozbiorze Oriona. Większość nowych gwiazd w tej mgławicy otoczona jest dyskami gazu i pyłu, z których, jak się uważa, powstają planety.