Что такое Солнечная туманность?

Считается, что наша солнечная система образовалась около 4,6 миллиардов лет назад из большого облака газа и пыли, диаметром несколько световых лет, известного как туманность. Это облако состояло в основном из газообразного водорода, с меньшим количеством элементов, составляющих сегодня солнечную систему. Согласно теории солнечной туманности, часть этого облака начала сжиматься гравитационно, возможно, из-за возмущения соседней сверхновой или прохождения другой звезды, и при этом первоначальное медленное вращение облака начало увеличиваться по мере его сжатия, заставляя это сгладить в форме диска. По мере того, как в центре диска накапливалось больше материала, плотность и температура увеличивались, достигая точки, где начиналось слияние атомов водорода, образуя гелий и выделяя огромное количество энергии, что привело к рождению Солнца. Планеты, астероиды и кометы образовались из остатков материала.

Через некоторое время дальнейший коллапс был остановлен Солнцем, достигшим гидростатического равновесия. Солнечный ветер от молодого Солнца рассеял большую часть материала в солнечной туманности, уменьшив ее плотность, и туманность начала остывать. Помимо трех самых легких элементов - водорода, гелия и лития - элементы, из которых была составлена ​​солнечная туманность, были либо образованы в результате ядерного синтеза в давно ушедших звездах, либо, в случае элементов, более тяжелых, чем железо, образованных сверхновыми. Простые ковалентные молекулы, включая воду, метан и аммиак, и ионные молекулы, такие как оксиды и силикаты металлов, также присутствовали бы. Первоначально из-за высоких температур в диске эти соединения были бы газообразными, но по мере охлаждения происходило, что большинство элементов и соединений конденсировались в мельчайшие частицы; металлы и ионные соединения конденсировались первыми из-за их более высоких температур кипения и плавления.

Вблизи центра диска преобладали металлы, соединения металлов и силикаты, но дальше, где температуры были ниже, из туманности конденсируется большое количество льда. В этой внешней области газообразный водород и гелий были также в изобилии; эти газы были в значительной степени рассеяны солнечным ветром ближе к Солнцу. Крошечные твердые частицы сталкивались и слипались, образуя все более крупные объекты, которые начали притягивать больше материала за счет гравитации, что в конечном итоге привело к образованию планет. Во внутренней солнечной системе недостаток льда, водорода и гелия привел к образованию относительно небольших планет Меркурий, Венера, Земля и Марс, состоящих в основном из горных пород. Дальше лед и минеральные частицы агрегировали, образуя более крупные тела, способные удерживать легкие газы водород и гелий в своих относительно сильных гравитационных полях, в результате чего образовались планеты «газового гиганта», Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Теория солнечной туманности учитывает ряд ключевых особенностей нашей солнечной системы. Тот факт, что планеты - за исключением Плутона, который больше не считается планетой - все находится в более или менее одной плоскости, и тот факт, что они все вращаются вокруг Солнца в одном направлении, предполагает, что они возникли на диске окружающие солнце Наличие относительно небольших каменистых планет во внутренней солнечной системе и газовых гигантов во внешней области также хорошо согласуется с этой моделью.

За Нептуном, самой внешней планетой, находится пояс Койпера, область относительно небольших объектов, состоящих из камня и льда. Считается, что Плутон, возможно, возник здесь, и что кометы - это объекты пояса Койпера, которые выдвинуты на орбиты, которые переносят их во внутреннюю солнечную систему. Пояс Койпера также хорошо объясняется теорией солнечной туманности как результат того, что остатки льда и каменистого материала слишком тонко рассеяны, чтобы образовать планеты.

Еще одно доказательство в поддержку этой теории приходит из других мест в Млечном Пути. Астрономы могут изучать части нашей галактики, где в настоящее время образуются звезды, такие как туманность Ориона, большой объем газа, расположенный в созвездии Ориона. Большинство новых звезд в этой туманности окружены дисками из газа и пыли, из которых, как считается, образуются планеты.