- คำอธิบาย
- การก่อตัวของดาวเคราะห์
- แบบจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์
- สามรุ่น
- แบบจำลองการสะสมของนิวเคลียร์และดาวเคราะห์หิน
- ทฤษฎีการสะสมและดาวเคราะห์นอกระบบ
- อ้างอิง
การเพิ่มขึ้นของt eoría (หรือการเพิ่มขึ้น) ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์อธิบายว่าดาวเคราะห์และวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ เกิดขึ้นจากการรวมตัวของฝุ่นละอองขนาดเล็ก ที่ ดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วง
ความคิดที่ว่าดาวเคราะห์ก่อตัวในลักษณะนี้ถูกหยิบยกโดยนักธรณีฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Otto Schmidt (1891-1956) ในปี 1944; เขาเสนอว่ามีเมฆก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่ในรูปของแผ่นดิสก์ที่แบนราบล้อมรอบดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะยุคแรก
รูปที่ 1. แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับดิสก์ต้นแบบดาวเคราะห์ซึ่งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของดาวเคราะห์ ที่มา: Wikimedia Commons
Schmidt อ้างว่าดวงอาทิตย์ได้รับเมฆนี้ร่วมกับดาวดวงอื่นซึ่งเคลื่อนที่ผ่านกาแลคซีผ่านในเวลาเดียวกันผ่านเนบิวลาที่เต็มไปด้วยฝุ่นและก๊าซ ความใกล้ชิดของดาวดวงอื่นช่วยให้เราจับสสารที่ควบแน่นในภายหลังได้
สมมติฐานเกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยะแบ่งออกเป็นสองประเภท: วิวัฒนาการและหายนะ อดีตยืนยันว่าทั้งดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์มีวิวัฒนาการมาจากกระบวนการเดียวและย้อนกลับไปสู่แนวคิดที่ Inmanuel Kant (1724-1804) และ Pierre Simon de Laplace (1749-1827)
จุดที่สองของเหตุการณ์ภัยพิบัติเช่นการชนกันหรือความใกล้ชิดกับดาวดวงอื่นซึ่งเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของดาวเคราะห์ ในขั้นต้นสมมติฐาน Schmidt ตกอยู่ในหมวดหมู่นี้
คำอธิบาย
วันนี้มีการสังเกตระบบดาวฤกษ์อายุน้อยและพลังในการคำนวณที่เพียงพอที่จะทำการจำลองตัวเลข นี่คือสาเหตุที่ทฤษฎีหายนะถูกละทิ้งเพื่อสนับสนุนทฤษฎีวิวัฒนาการ
ปัจจุบันสมมติฐานของเนบิวลาร์เกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยะได้รับการยอมรับมากที่สุดจากชุมชนวิทยาศาสตร์โดยยังคงมีการเพิ่มขึ้นเป็นกระบวนการก่อตัวของดาวเคราะห์
ในกรณีของระบบสุริยะของเราเองเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อนแรงดึงจากแรงโน้มถ่วงได้รวบรวมอนุภาคเล็ก ๆ ของฝุ่นจักรวาลซึ่งมีขนาดตั้งแต่ไม่กี่อังสตรอมไปจนถึง 1 เซนติเมตรรอบ ๆ จุดศูนย์กลางจนก่อตัวเป็นเมฆ
เมฆนี้เป็นต้นกำเนิดของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ มีการคาดเดาว่าต้นกำเนิดของฝุ่นจักรวาลอาจเป็นการระเบิดครั้งก่อนของซูเปอร์โนวาซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ถล่มลงมาอย่างรุนแรงและกระจัดกระจายเศษที่เหลือไปในอวกาศ
ในบริเวณที่หนาแน่นที่สุดของเมฆอนุภาคจะชนกันบ่อยขึ้นเนื่องจากอยู่ใกล้กันและเริ่มสูญเสียพลังงานจลน์
จากนั้นพลังงานโน้มถ่วงทำให้เมฆยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวเอง ดังนั้นจึงเกิดโปรโตสตาร์ แรงโน้มถ่วงยังคงทำหน้าที่ต่อไปจนกว่ามันจะก่อตัวเป็นดิสก์ซึ่งวงแหวนแรกก่อตัวขึ้นและดาวเคราะห์ในภายหลัง
ในขณะเดียวกันดวงอาทิตย์ที่อยู่ตรงกลางก็บดอัดและเมื่อถึงมวลวิกฤตปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันก็เริ่มเกิดขึ้นภายใน ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นสิ่งที่รักษาดวงอาทิตย์และดวงดาวต่างๆ
อนุภาคที่มีพลังสูงถูกพัดมาจากดวงอาทิตย์ซึ่งเรียกว่าลมสุริยะ สิ่งนี้ช่วยทำความสะอาดเศษขยะและโยนมันออกไป
การก่อตัวของดาวเคราะห์
นักดาราศาสตร์คิดว่าหลังจากการกำเนิดของราชาแห่งดวงดาวของเราดิสก์ของฝุ่นและก๊าซที่ล้อมรอบมันยังคงอยู่ที่นั่นเป็นเวลาอย่างน้อย 100 ล้านปีทำให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการก่อตัวของดาวเคราะห์
รูปที่ 2. แผนภาพของระบบสุริยะในปัจจุบัน ที่มา: Wikimedia Commons
ในช่วงเวลาของเราช่วงเวลานี้ดูเหมือนเป็นนิรันดร์ แต่ในความเป็นจริงมันเป็นเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ ในจักรวาล
ในขณะนี้มีการก่อตัวของวัตถุขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100 กม. พวกมันคือตัวอ่อนของดาวเคราะห์ในอนาคต
พลังงานของดวงอาทิตย์แรกเกิดช่วยระเหยก๊าซและฝุ่นออกจากดิสก์และทำให้เวลาเกิดของดาวเคราะห์ใหม่สั้นลงอย่างมาก ในขณะเดียวกันการชนกันยังคงเพิ่มสสารเนื่องจากนี่เป็นการเพิ่มขึ้นอย่างแม่นยำ
แบบจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์
จากการดูดาวฤกษ์อายุน้อยในการก่อตัวนักวิทยาศาสตร์กำลังเข้าใจว่าระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้นอย่างไร ในช่วงแรกมีความยากลำบาก: ดาวเหล่านี้ซ่อนอยู่ในช่วงความถี่ที่มองเห็นได้เนื่องจากเมฆฝุ่นจักรวาลที่ล้อมรอบพวกเขา
แต่ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีเซ็นเซอร์อินฟราเรดทำให้เมฆฝุ่นจักรวาลสามารถทะลุผ่านได้ มีการแสดงให้เห็นว่าในเนบิวล่าส่วนใหญ่ในทางช้างเผือกมีดวงดาวที่ก่อตัวและมีดาวเคราะห์ที่ติดตามพวกเขาอย่างแน่นอน
สามรุ่น
จากข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมมาจึงมีการเสนอแบบจำลองสามแบบเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ เป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดคือทฤษฎีการเพิ่มจำนวนซึ่งใช้ได้ดีกับดาวเคราะห์หินเช่นโลก แต่ไม่ดีกับก๊าซยักษ์เช่นดาวพฤหัสบดีและดาวเคราะห์นอกระบบอื่น ๆ
รุ่นที่สองเป็นรุ่นก่อนหน้า สิ่งนี้ระบุว่าหินก่อตัวขึ้นก่อนซึ่งมีแรงดึงดูดเข้าหากันเร่งการก่อตัวของดาวเคราะห์
สุดท้ายแบบจำลองที่สามขึ้นอยู่กับความไม่เสถียรของดิสก์และเป็นรุ่นที่อธิบายการก่อตัวของก๊าซยักษ์ได้ดีที่สุด
แบบจำลองการสะสมของนิวเคลียร์และดาวเคราะห์หิน
ด้วยการกำเนิดของดวงอาทิตย์วัสดุที่เหลืออยู่เริ่มรวมตัวกันเป็นก้อน กลุ่มก้อนขนาดใหญ่ที่ก่อตัวขึ้นและองค์ประกอบของแสงเช่นฮีเลียมและไฮโดรเจนถูกพัดพาไปโดยลมสุริยะไปยังบริเวณที่ห่างออกไปจากศูนย์กลาง
ด้วยวิธีนี้องค์ประกอบและสารประกอบที่หนักกว่าเช่นโลหะและซิลิเกตสามารถก่อให้เกิดดาวเคราะห์หินที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ได้ต่อจากนั้นกระบวนการสร้างความแตกต่างทางธรณีเคมีจึงเริ่มขึ้นและชั้นต่างๆของโลกก็เกิดขึ้น
ในทางกลับกันเป็นที่ทราบกันดีว่าอิทธิพลของลมสุริยะสลายไปตามระยะทาง ก๊าซที่เกิดจากธาตุแสงสามารถรวมตัวกันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ที่ระยะห่างเหล่านี้อุณหภูมิเยือกแข็งจะส่งเสริมการควบแน่นของโมเลกุลของน้ำและมีเธนทำให้เกิดดาวเคราะห์ที่เป็นก๊าซ
นักดาราศาสตร์อ้างว่ามีเส้นขอบที่เรียกว่า "เส้นน้ำแข็ง" ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีตามแถบดาวเคราะห์น้อย ที่นั่นความถี่ของการชนลดลง แต่อัตราการควบแน่นที่สูงทำให้เกิดดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก
ด้วยวิธีนี้ดาวเคราะห์ยักษ์ถูกสร้างขึ้นในกระบวนการที่ใช้เวลาน้อยกว่าการก่อตัวของดาวเคราะห์หิน
ทฤษฎีการสะสมและดาวเคราะห์นอกระบบ
ด้วยการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบและข้อมูลที่รวบรวมเกี่ยวกับพวกมันทำให้นักวิทยาศาสตร์ค่อนข้างมั่นใจว่าแบบจำลองการสะสมเป็นกระบวนการหลักของการก่อตัวของดาวเคราะห์
เป็นเพราะแบบจำลองอธิบายการก่อตัวของดาวเคราะห์หินอย่างโลกได้อย่างเพียงพอ แม้จะมีทุกอย่าง แต่ส่วนที่ดีของดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบนั้นเป็นประเภทก๊าซซึ่งมีขนาดเทียบเท่ากับดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่ามาก
การสังเกตยังระบุด้วยว่าดาวเคราะห์ก๊าซมีอำนาจเหนือกว่าดาวฤกษ์ที่มีองค์ประกอบหนักมากกว่าในแกนกลาง ในทางกลับกันก้อนหินก่อตัวขึ้นรอบ ๆ ดาวฤกษ์ที่มีนิวเคลียสของแสงและดวงอาทิตย์ก็เป็นหนึ่งในนั้น
รูปที่ 3 การเป็นตัวแทนของดาวเคราะห์นอกระบบ Kepler 62f รอบดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวไลรา ที่มา: Wikimedia Commons
แต่ในปี 2548 ในที่สุดก็มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหินที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทสุริยจักรวาล การค้นพบครั้งนี้และอื่น ๆ ที่ตามมาบ่งชี้ว่าดาวเคราะห์หินมีจำนวนมากเช่นกัน
สำหรับการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและการก่อตัวของพวกมันในปี 2560 European Space Agency ได้เปิดตัวดาวเทียม CHEOPS (การจำแนกดาวเทียม ExOPlanets) ดาวเทียมใช้โฟโตมิเตอร์ที่มีความไวสูงในการวัดแสงจากระบบดาวดวงอื่น
เมื่อดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ของมันจะมีความสว่างลดลง จากการวิเคราะห์แสงนี้สามารถทราบขนาดและไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ที่เป็นก๊าซหรือหินเช่นโลกและดาวอังคาร
จากการสังเกตในระบบที่อายุน้อยจะสามารถเข้าใจได้ว่าการสะสมตัวเกิดขึ้นในการก่อตัวของดาวเคราะห์อย่างไร
อ้างอิง
- ประเทศ. นี่คือ 'Cheops' ซึ่งเป็นดาวเทียมของสเปนสำหรับตรวจวัดดาวเคราะห์นอกระบบ สืบค้นจาก: elpais.com.
- นักล่าดาวเคราะห์ เราเข้าใจอะไรเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์?. สืบค้นจาก: blog.planethunters.org.
- Sergeev, A. เกิดจากฝุ่น ดึงมาจาก: vokrugsveta.ru.
- การก่อตัวของระบบสุริยะ บทที่ 8. กู้คืนจาก: asp.colorado.edu.
- Taylor, N. ระบบสุริยะก่อตัวได้อย่างไร? ดึงมาจาก: space.com.
- Woolfson, M. ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ ดึงมาจาก: วิชาการ.oup.com.