- Magyarázat
- A bolygók kialakulása
- A bolygóképződés modelljei
- Három modell
- A nukleáris akkumulációs modell és a sziklás bolygók
- Az akkreditációs elmélet és az exoplanetek
- Irodalom
A t eoría akkreditáció (vagy akkréció) az asztrofizikában magyarázza, hogy a bolygók és más égi testek kis porrészecskék kondenzációjának eredményeként alakulnak ki a gravitációs erő által.
Az ötlet, hogy a bolygók így alakulnak ki, Otto Schmidt (1891-1956) orosz geofizikus 1944-ben állította elő; Azt javasolta, hogy egy hatalmas gáz- és porfelhő, egy sima korong alakú, hogy körülvegye a Napot a korai Naprendszerben.
1. ábra: A protoplanetáris korong művészének koncepciója, amelyből bolygók képződnek az akkreditációval. Forrás: Wikimedia Commons.
Schmidt azt állította, hogy a Nap ezt a felhőt egy másik csillaggal együtt szerezte meg, amely a galaxison keresztüli mozgása révén ugyanakkor egy porban és gázban gazdag ködön átjutott. A másik csillag közelsége segített a miénknek az anyag felvételén, amely később lecsapódott.
A naprendszer kialakulásával kapcsolatos hipotézisek két kategóriába sorolhatók: evolúciós és katasztrofális. Az előbbi azt állítja, hogy mind a Nap, mind a bolygók egy folyamatból fejlődnek ki, és Inmanuel Kant (1724-1804) és Pierre Simon de Laplace (1749-1827) által javasolt ötletekre nyúlnak vissza.
A második olyan katasztrófaeseményre utal, mint például egy másik csillagkal való ütközés vagy közelség, amely kiváltja a bolygóképződést. A Schmidt-hipotézis kezdetben ebbe a kategóriába esett.
Magyarázat
Ma megfigyelések vannak a fiatal csillagrendszerekről és elegendő számítási teljesítményről a numerikus szimulációk elvégzéséhez. Ez az oka annak, hogy a katasztrófaelméleteket elhagyták az evolúciós elméletek javára.
A Naprendszer képződésének ködös hipotézisét jelenleg a leginkább elfogadják a tudományos közösség, fenntartva az akkreditációt mint a bolygóképző folyamatot.
Saját naprendszerünk esetében 4,5 milliárd évvel ezelőtt a gravitációs vonzás összegyűjtött egy kis pontot kozmikus porból - néhány angströmtől 1 centiméterig - egy központi pont körül, felhőt képezve.
Ez a felhő volt a Nap és bolygóinak szülőhelye. Arra gondolunk, hogy a kozmikus por eredete a szupernóva korábbi robbanása lehet: egy csillag, amely erőszakosan összeomlott, és maradványai szétszóródtak az űrben.
A felhő sűrűbb területein a részecskék közelségük miatt gyakrabban ütköztek egymáshoz, és kinetikus energiájukat elveszítették.
Aztán a gravitációs energia okozta a felhő összeomlását saját gravitációja alatt. Így született protostár. A gravitáció addig működött, amíg korongot képez, amelyből az első gyűrűk és később bolygók képződtek.
Eközben a központban levő Nap tömörült, és amikor elért egy bizonyos kritikus tömeget, nukleáris fúziós reakciók kezdtek megjelenni benne. Ezek a reakciók tartják fenn a Napot és a csillagokat.
A nagy energiájú részecskéket a Nap széléből hajtották el. Ez segített megtisztítani a törmeléket, és kidobta.
A bolygók kialakulása
A csillagászok feltételezik, hogy csillagkirályunk születése után az őt körülvevő por- és gázkorong legalább 100 millió évig ott maradt, elegendő időt hagyva a bolygóképződéshez.
2. ábra: A naprendszer diagramja. Forrás: Wikimedia Commons.
Időrendünkben ez az időszak örökkévalóságnak tűnik, de a valóságban ez csak egy rövid pillanat a világegyetem idején.
Ebben az időben nagyobb, mintegy 100 km átmérőjű, síkbeli szimbólumoknak nevezett tárgyak alakultak ki. Ezek egy jövőbeli bolygó embriói.
Az újszülött Nap energiája segítette a gázok és por elpárolgását a korongból, és ez jelentősen lerövidítette az új bolygók születési idejét. Időközben az ütközések további kérdést hoztak, mivel ez pontosan akkreditáció.
A bolygóképződés modelljei
A kialakulóban lévő fiatal csillagokat tekintve a tudósok betekintést nyernek a saját naprendszerünk kialakulásáról. Az elején nehézség jelentkezett: ezeket a csillagokat a látható frekvenciatartományban rejtik el őket a körülvevő kozmikus por felhők.
De az infravörös érzékelőkkel ellátott távcsöveknek köszönhetően a kozmikus porfelhő áthatolhat. Kimutatták, hogy a Tejút ködének többségében csillagok vannak kialakulva, és minden bizonnyal bolygók kísérik őket.
Három modell
Az eddig összegyűjtött információk alapján három modellt javasoltak a bolygóképződésről. A legelterjedtebben elfogadott akkreditációs elmélet, amely jól működik a sziklás bolygókhoz, mint például a Föld, de nem olyan jól a gázipari óriásokhoz, mint a Jupiter és a többi külső bolygó.
A második modell az előző változatának változata. Ez azt állítja, hogy először a sziklák képződnek, amelyeket gravitációs vonzással vonzanak egymáshoz, felgyorsítva a bolygóképződést.
Végül, a harmadik modell a lemez instabilitására épül, és ez az, amely a legjobban magyarázza a gáz óriások kialakulását.
A nukleáris akkumulációs modell és a sziklás bolygók
A Nap születésével a fennmaradó anyag összekezdett. Nagyobb klaszterek képződtek, és a könnyű elemeket, például a héliumot és a hidrogént a napszél szétvitte a központtól távolabbi régiókba.
Ilyen módon a nehezebb elemek és vegyületek, mint például a fémek és a szilikátok, a Nap közelében lévő sziklás bolygókhoz vezethetnek. Ezt követően megkezdték a geokémiai differenciálódási folyamatot, és kialakultak a Föld különféle rétegei.
Másrészt ismert, hogy a napszél hatása a távolsággal csökken. A Naptól távol a fényelemek által képződött gázok összegyűlhetnek. Ezen a távolságon a fagyás hőmérséklete elősegíti a víz és a metán molekulák kondenzálódását, és gáz halmazállapotú bolygók kialakulásához vezet.
A csillagászok azt állítják, hogy van egy határ, úgynevezett "jégvonal" a Mars és a Jupiter között, az aszteroida öv mentén. Ott az ütközések gyakorisága alacsonyabb volt, de a magas páralecsapódás sokkal nagyobb síkbeli mintákat eredményezett.
Ilyen módon létrehozták az óriásbolygót, egy olyan folyamat során, amely kíváncsi módon kevesebb időbe telt, mint a sziklás bolygók kialakulása.
Az akkreditációs elmélet és az exoplanetek
Az exoplanetek felfedezésével és a róluk összegyűjtött információkkal a tudósok meglehetősen biztosak abban, hogy az akkreditációs modell a bolygóképződés fő folyamata.
Ennek oka az, hogy a modell nagyon megfelelően magyarázza a sziklás bolygók kialakulását, mint a Föld. Mindezek ellenére az eddig felfedezett exoplanetek jó része gáznemű, Jupiterhez hasonló méretű vagy sokkal nagyobb.
A megfigyelések azt is jelzik, hogy a csillagok körül gáz halmazállapotú bolygók dominálnak, amelyek magjában több nehéz elem van. Másrészt, sziklás csillagok képződnek fénymagokkal, és a Nap egyike ezeknek.
3. ábra: A Kepler 62f exoplanet művészének ábrázolása a csillag körül, a Lyra csillagképben. Forrás: Wikimedia Commons.
De 2005-ben végül felfedeztek egy sziklás exoplanetot, amely egy napenergia-típusú csillag körül kering. Ez a felfedezés és az azt követő mások bizonyos módon azt mutatják, hogy a sziklás bolygók szintén viszonylag bőségesek.
Az exoplanetek és azok kialakulásának tanulmányozása érdekében az Európai Űrügynökség 2017-ben elindította a CHEOPS műholdat (Characterizing ExOPlanets Satellite). A műholdas egy nagyon érzékeny fotométert használ a többi csillagrendszer fényének mérésére.
Amikor egy bolygó elhalad a csillag előtt, a fényerő csökken. E fény elemzésével megtudhatjuk a méretét és azt, hogy gáznemű vagy sziklás óriási bolygók, például a Föld és a Mars.
A fiatal rendszerek megfigyelései alapján meg lehet érteni, hogy az akkreditáció hogyan történik a bolygóképződésben.
Irodalom
- Az ország. Ez a 'Cheops', a spanyol műhold az exoplanetek mérésére. Helyreállítva: elpais.com.
- Bolygó vadászok. Mit értünk valójában a bolygóképződésről? Helyreállítva: blog.planethunters.org.
- Szergejev, A. A por született. Helyreállítva: vokrugsveta.ru.
- Naprendszer kialakulása. 8. fejezet Helyreállítva: asp.colorado.edu.
- Taylor, N. Hogyan alakult ki a Naprendszer? Helyreállítva: space.com.
- Woolfson, M. A Naprendszer eredete és alakulása. Helyreállítva a következő címen: Acade.oup.com.