Source: http://atropos.as.arizona.edu/aiz/teaching/nats102/mario/solar_system.html
Bilo koji model formiranja Sunčevog sistema mora objasniti sljedeće činjenice:
- Svi orbite planeta su progradno (i.e. ako se vidi iz gore na sjeveru pol Sunca svi oni vrte u smjeru suprotno od kazaljke na satu).
- Sve planete (osim Pluton) imaju orbitalne aviona koji su skloni manje od 6 stupnjeva u odnosu na svaki drugi (i.e. sve u istoj ravni).
- Zemaljski planete su gusti, stjenovite i male, dok Jovian planeta plinovitih i velike.
I. Kontrakcija međuzvjezdanog oblaka
- Solarni sistem formiran oko 4,6 milijardi godinu dana, kada gravitacija povuče zajedno oblak niske gustoće međuzvezdanog plina i prašine (koji se naziva maglina) (film).
Orion Nebula, što je međuzvjezdanog oblaka u kojem se formiraju zvezdanih sistema, a možda i planeta.
- U početku je oblak je oko nekoliko svjetlosnih godina u prečniku. Mala overdensity u oblaku izazvao kontrakciju da počne i overdensity da raste, proizvodeći na taj način brže kontrakcije -> bježati ili proces kolapsa
- U početku, većina kretanja čestica oblaka bili slučajni, ipak maglina imala neto rotacije. Kao što je kolaps nastavio, brzina rotacije oblaka se postepeno povećava zbog održanja momenta količine kretanja.
Ide, ide, nema
- Gravitacioni kolaps bio mnogo efikasniji duž osi rotacije, tako da je rotirajući loptu srušila na tanke disk promjera 200 AU (0.003 svjetlosnih godina) (dva puta Pluton orbite), aka solarne maglina (film), a većina mase koncentrirana u blizini centra.
- Kao oblak ugovorene, njegova gravitaciona potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju pojedinca čestica gasa. Sudara između čestica pretvara tu energiju u toplinu (slučajni pokreti). Solarni Nebula postao najtopliji u blizini centra, gdje je prikupljeno mnogo mase da se formira protosunce (oblak plina koji je postao Sunce).
- U jednom trenutku centralnom temperatura porasla na 10 milijuna K. sudara između atoma bili toliko nasilni da je počeo nuklearne reakcije, na kojem trenutku Sunce je rođena kao zvijezda, koja sadrži 99,8% od ukupne mase.
- Ono što je sprečavao dalje kolaps? Kako temperatura i gustoća povećana prema centru, tako je pritisak uzrokuje neto snagu pokazujući prema vani. The Sun je postignut balans između sila gravitacije i unutrašnjeg pritiska, zvani kao hidrostatički ravnoteže, nakon 50 miliona godina.
- Oko Sunca tanak disk rađa planete, satelite, asteroida i kometa. Tokom proteklih godina okupili smo dokaze u prilog ovoj teoriji.
Izbliza Orion maglina dobijeni HST, otkrivajući ono što čini se da su diskovi prašine i plina okolnim novoformirane zvijezde. Ove protoplanetarni diskovi protežu oko 0.14 svjetlosnih godina i da su vjerojatno slične Solar Nebula.
II. Struktura diska
- Disk sadrži samo 0,2% mase Sunčevog maglina sa česticama kreću u kružnim orbitama. Rotacija diska spriječiti daljnje urušavanje diska.
Uniforme sastav: 75% mase u obliku vodika, 25% kao helijuma, a svi ostali elementi koji čine samo 2% od ukupnog broja. - Materijala dostigla nekoliko hiljada stepeni u blizini centra zbog oslobađanja gravitacijske energije -> je ispario. Još dalje je materijal prvenstveno plinovitih jer H i ostati plinovitih čak i na vrlo niskim T. Disk je toliko raširena da gravitacija nije bila dovoljno jaka da povuče materijal i oblik planeta.
- Odakle čvrste sjemena za formiranje planeta dolaze iz? Kao disk zrači dalje svoje unutrašnje topline u obliku infracrvenog zračenja (Wien zakon) temperatura pala i najteži molekula je počeo da se formira sićušne čvrstom ili tečnom kapljice, proces koji se zove kondenzacija.
- Postoji jasan odnos između temperature i mase čestica koje postaju solidan (Zašto?). U blizini Sunca, gdje T je bio viši, samo najteži jedinjenja kondenzuje formiraju teške čvrstih zrna, uključujući i jedinjenja aluminijuma, titanijuma, željeza, nikla, a na nešto nižim temperaturama, i silikata. U kraju diska T je dovoljno niska da hidrogen-bogate molekule kondenzirani u lakši led, uključujući vodu leda, zamrznuti metana i smrznute amonijaka.
- Sastojci solarnog sistema pao u četiri kategorije:
- Metali: željezo, nikal, aluminij. Oni kondenzirati na T ~ 1.600 K i čine samo 0,2% diska.
- Stijene: na bazi silikona minerale koji kondenzirati na T = 500-1,300 K (0,4% magline).
- Led: vodik jedinjenja kao što su metan (CH4), amonijak (NH3), voda (H2O) koja kondenzirati u T ~ 150 K i čine 1,4% mase.
- Svjetlo plinova: vodonika i helijuma koji nikada ne kondenzuje u disku (98% diska).
- Velike temperaturne razlike između tople unutarnje regiona i hladnom spoljnim delovima diska određuje šta kondenzata bili dostupni za formiranje planeta na svakoj lokaciji od centra grada. Unutrašnja maglina je bio bogat u teškim čvrstih zrna i manjkav u sladoled i gasova. Periferiji su bogate u ledu, H, i On.
- Meteoriti pružaju dokaze za ovu teoriju.
Komad Allende meteorita pokazuje bijele uključaka. U Uključene su aluminij-bogata mineralima koji formirana u solarnom maglina. U Uključene su okruženi materijala sa nižim temperaturama kondenzacije koji objedinjuju kasnije.
III. Formiranje planeta
- Prvi čvrstih čestica su mikroskopske veličine. Kruže Sunce u skoro kružnim orbitama pravo jedan pored drugog, kao gas iz kojih su kondenzirani. Lagano sudara dozvoljeno pahuljice da se držimo zajedno i napraviti veće čestice koja, zauzvrat, privukao je više čvrstih čestica. Ovaj proces se naziva nagomilavanja.
- Objekte formiraju nagomilavanja se nazivaju planetezimala (malih planeta): oni djeluju kao sjeme za formiranje planeta. Isprva, planetezimala su gusto. Oni stopile većih objekata, formiranje grumenovi do nekoliko kilometara kroz nekoliko miliona godina, malo vremena u odnosu na starost Sunčevog sistema (film).
- Jednom planetezimala je narasla na ove veličine, sudari postao destruktivan, što dalji rast teže (film). Samo najveći planetezimala preživio ovaj proces fragmentacije i nastavili da polako raste u protoplanete do nagomilavanja planetezimala sličnog sastava.
- Nakon formirana protoplanetu, akumulaciju topline od radioaktivnog raspada kratkotrajnih elemente otopio planeta, što materijali za razlikovanje (da se odvoje u skladu sa svojim gustoće).
Unutrašnju strukturu Zemlje
- Formiranje zemaljske planeta:
- U toplijim unutrašnji Sunčev sistem, planetezimala formiran od rock i metal, materijali kuhani prije nekoliko milijardi godina u jezgra masivne zvijezde.
- Ovi elementi čine samo 0,6% materijala u Sunčevom Nebula (i brže sudara između čestica blizu Sunca bili su više destruktivno u prosjeku), tako da se planete ne može rasti vrlo velika i ne može vršiti velike sile na vodonik i helijum gasa.
- Čak i ako zemaljske planete imao vodonika i helijuma, blizina Sun će zagrijati plinova i izazvati ih da pobjegne.
- Stoga, zemaljske planeta (Merkur, Venera, Zemlja i Mars) su gusti mali svjetovi sastoji uglavnom od 2% od težih elemenata sadržanih u solarnom maglina.
- Formiranje Jovian planeta:
- U vanjskom solarnom maglina, planetezimala formiran od leda pahuljice uz stjenovite i metalne pahuljice.
- Od odmrzava prisutniji na planetezimala bi mogao narasti do mnogo veće veličine, postaje jezgra od četiri Jovian (Jupiter, Saturn, Uran i Neptun) planeta.
- Žile su bile dovoljno velike (najmanje 15 puta Zemljine mase) koji su bili u stanju da uhvate vodonika i helijuma iz okoline (magline snimanje) i formiraju gustu atmosferu.
- Oni su postali veliki, plinovitih, niske gustoće svjetova bogata vodonika i helijuma, sa gustim čvrstog jezgra.
Daleko od Sunca (iza Neptuna), u najhladnijem regijama magline, ledena planetezimala preživio (film). Međutim, gustina diska bio je toliko nizak da ledene / prašnjavim planetezimala mogao rasti samo do veličine od nekoliko kilometara. Oni nisu mogli da srasti okolni plin, tako da je ostao kao male prljave grudve. Oni čine porodice Kuiper pojas kometa, predviđanje teorije formiranja Sunčevog sistema što je potvrđeno 1990. godine.
- Pluton se ne uklapa u kategoriju zemaljskih ili Jovian planeta – to je mali, poput zemaljske planete, ali leži daleko od Sunca i ima nisku gustoću kao Jovian planeta. U stvari, neki astronomi vjeruju da Pluton pripada porodici kometa (vjerojatno najveći član).
- Pojasu asteroida – nalazi između Marsa i Jupitera – izrađen je od hiljada stjenovite planetezimala od 1.000 KM do nekoliko metara u prečniku. Ove misli se da su ostaci formiranja Sunčevog sistema koji ne može formirati planeti zbog Jupiterove gravitacije. Kada asteroidi sudaraju oni proizvode male fragmente koji povremeno padaju na Zemlji. Ove stijene se nazivaju meteorima i pružiti vrijedne informacije o primordijalne solarne magline. Većina ovih fragmenata imaju veličine zrna peska. Oni izgori u Zemljinoj atmosferi, nanoseći im da sijaju meteora (ili zvezdica snimanja).
IV. Formiranje sistemi Meseca
- Kao rani Jovian planeta zarobili velike količine plina, isti proces koji formiraju solarni maglina – kontrakcije, predenje, ravnanje i grijanje – formirana slične, ali manje diskove materijala oko ovih planeta. Kondenzacije i accretion održana u okviru Jovian maglina, stvarajući minijaturni solarnog sistema oko svake Jovian planeti (Jupiter ima i više od deset satelita!).
- “Dvostruko planeta hipoteza”: planetu i njene moon okupili nezavisno istovremeno iz istog kamenja i prašine.
- Satelite formirana drugdje, a zatim zarobljen (“hvatanje hipoteza”). Mars, na primjer. Drugi primjeri vjerovatno snima – Pluton i Charon, možda neki od Jupiterovog satelita i moonlets (film).
Mars satelita: Fobos i Deimos
Pluton i Charon
- Džinovski utjecaj velikih tijela sa mladim Zemlji objašnjava Moon kompozicije (film).
V. Evolucija solarnog sistema
- Sunce, planete, satelite, komete, asteroidi se vjeruje da se formira u roku od 50-100.000.000 godina.
- Jednom nuklearne spaljivanje počeo in the Sun, postala je svijetao objekt i očisti maglina kao pritisak od svog svjetla i solarni vjetar gurnuo materijala iz Sunčevog sistema.
- Planeta je pomogao da se očisti od apsorbuje neke planetezimala i vađenje drugih.
- Neki od planetezimala sudario sa planeta, uzrokujući krateri ili većih efekata. s Uran ‘osa možda su uzrokovane veliki uticaj. Zemlju je vjerojatno pogođen Mars veličine objekta, izbacivanje krhotina koje spojili da se formira Mjesec. Ogromna većina uticaja dogodili u prvih nekoliko stotina miliona godina.
- Gravitacionog susreta sa planete izbacuju druge planetezimala udaljenim dijelovima Solarnog sistema.
- Jednom Solarni sistem je uglavnom jasno ostataka, planeta zgrada završena. Danas, sve čvrste površine ožiljci kratera od meteorita uticaja (film). Ožiljci se može vidjeti na Mjesecu, ali erozije i geoloških procesa na Zemlji su brisanje kratera.
- Uticaji se još uvijek dešavaju po nižoj stopi (pre 65 miliona godina, smatra se da udar asteroida ili kometa su izazvali nestanak 90% vrsta na Zemlji).
Venera, Zemlja i Mars stekli atmosfere u kasnijim fazama u formiranju Sunčevog sistema:- Početkom bombardovanje donio neke od materijala od kojih atmosfere i oceana formira u zemaljske planeta. Ovi spojevi stigao u unutrašnjih planeta nakon njihovog početnog formiranja, najvjerojatnije donosi uticaja planetezimala formiran u kraju Sunčevog sistema (Q: Koja je bila uloga Jupiter u dovođenje vode na Zemlju).
- Ubrzali (od gasa vazduh iz vulkana) je još jedan vjerojatno izvor za formiranje atmosfere.
- Na Zemlji, kisik, od suštinskog značaja za životinje, je proizveden od strane biljke se razbije CO2.
- Prstenovi oko velikih planeta, kao što su Saturnov, vjerovatno dovesti pasa planetezimala bile razapete gravitacije kada se usudio previše blizu planete (film).
