Mokslininkai dažnai sako, kad be galo didelėje visatoje gali nutikti bet kas. Tačiau stebėjimai, skaičiavimai ir modeliavimas rodo, kad žvaigždžių sistemose planetos visada sukasi aplink žvaigždę toje pačioje plokštumoje ir ta pačia kryptimi. Sužinome, kodėl taip nutinka.
Saulės sistemoje karaliauja tvarka: aplink saulę toje pačioje plokštumoje sukasi keturios vidinės planetos, asteroido diržas ir keturi dujų milžinai. Ir net jei peržengi šias ribas, paaiškėja, kad Kuiperio diržas yra ir šioje plokštumoje. Atsižvelgiant į tai, kad Saulė yra sferinė ir kosmose atsiranda žvaigždės, aplink kurias planetos sukasi bet kuria kryptimi, faktas, kad viskas mūsų sistemoje yra išdėstyta tokiu būdu, atrodo per daug sutapimas. Be to, mes pastebėjome, kad beveik kiekvienoje žvaigždžių sistemoje planetos linijuojasi vienodai. Pabandykime išsiaiškinti, su kuo tai susiję.
- „Salik.biz“
Iki šiol mokslininkai nepaprastai tiksliai apskaičiavo planetų orbitas. Jie nustatė, kad dangaus kūnai sukasi aplink Saulę toje pačioje dvimatėje plokštumoje, kurios skirtumas yra ne didesnis kaip 7 °.
Be to, pašalinus iš šios lygties gyvsidabrį, arčiausiai Saulės esančią planetą, tampa pastebima, kaip visa kita yra išdėstyta vienas kito atžvilgiu: nuokrypiai nuo besikeičiančios Saulės sistemos plokštumos yra ne daugiau kaip du laipsniai.
Aštuonios Saulės sistemos planetos sukasi aplink Saulę beveik identiškoje plokštumoje - nesikeičiančioje plokštumoje. Tai būdinga garsioms žvaigždžių sistemoms / Josephas Boyle'as.
Be to, planetos sukasi aplink Saulę ta pačia kryptimi, kuria ji sukasi aplink savo ašį. Kaip jau galėjote atspėti, Saulės sukimosi ašis taip pat yra per 7 ° nuo nukrypimo, palyginti su visų sistemos planetų orbitais.
Nepaisant to, sunku įsivaizduoti, kad viskas pasirodė taip savaime, o ne kažkas iš išorės suspaudė visus kūnus į vieną sistemą ir privertė juos judėti vienoje plokštumoje. Intuityviai tariant, galima manyti, kad orbita turėtų būti orientuota atsitiktine tvarka, nes gravitacija veikia vienodai visose trijose (erdvinėse) dimensijose. Taip pat labiau tikėtina, kad susiformuos materijos liekanos, nei užsakytas idealių apskritimų rinkinys. Faktas yra tas, kad jei jūs judate labai toli nuo Saulės - toliau nei planetos ir asteroidai, toliau nuo Halley kometos ir panašiai, net perženkite Kuiperio juostą - tai yra būtent tai, ką pamatysite.
Taigi kodėl planetos atsidūrė tame pačiame diske? Kodėl jie visi yra toje pačioje plokštumoje, o ne atsitiktinai skraido aplink žvaigždę? Norėdami tai suprasti, turite grįžti į laiką, kai Saulė dar tik pradėjo formuotis iš vieno iš molekulinių dujų debesies, iš kurio susidaro visos žvaigždės Visatoje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Didelis molekulinis debesis, kurio gausu Paukščių Take ir kitose vietinės grupės galaktikose, bėgant laikui dažnai plyš, sugrius ir sukurs naujas, masyvias žvaigždes / Jurijus Beletsky / Las Campanaso observatorija / Carnegie mokslo įstaiga / J. Alves / M. „Lombardi“/ „CJ Lada“.
Kai molekulinis debesis tampa pakankamai masyvus, sujungtas gravitaciniu ryšiu ir pakankamai šaltas, kad žlugtų ir žlugtų pagal savo sunkio jėgą - kaip Vamzdžių ūkas (viršuje kairėje), jis suformuoja pakankamai tankius regionus, kuriuose atsiranda naujos žvaigždžių sankaupos (pažymėtos paveikslėlyje esančiais apskritimais, viršutiniame dešiniajame kampe).
Iškart pastebėsite, kad šis ūkas, kaip ir bet kuris panašus į jį, neturi idealios sferinės formos, jis yra gana neįprastai pailgas. Gravitacija netoleruoja trūkumų, ir dėl to, kad tai yra inercinė jėga, kuri padidėja keturis kartus su kiekvienu atstumo iki masinio objekto sumažėjimu perpus, ji suvokia net nedidelius originalios formos skirtumus ir per trumpą laiką juos žymiai padidina.
Rezultatas yra žvaigždžių formavimo ūkas, kurio forma yra nesimetriška: žvaigždės jame susidaro didžiausio dujų tankio regionuose. Bet jei pažvelgsime į jos vidų ir pažvelgsime į atskiras žvaigždes, pamatysime, kad jos yra beveik idealios sferos - kaip ir Saulė.
Tačiau kadangi pats ūkas pasidarė asimetriškas, todėl jame susiformavusios atskiros žvaigždės buvo suformuotos iš superdensinių asimetrinių gumulėlių. Šie gumulėliai suyra vienoje iš trijų dimensijų, ir kadangi medžiaga, kurią mes sudarome, atomai, atominiai branduoliai ir elektronai, traukia save ir sąveikauja susidūrę su kita medžiaga, rezultatas yra pailgas materijos diskas. Taip, gravitacija didžiąją jo dalį patraukia link disko centro, kuriame susidarys žvaigždė, bet aplink jį susiformuos tai, ką mokslininkai vadina protoplanetiniu disku. Hablo kosminio teleskopo dėka šiuos diskus galėjome pamatyti tiesiogiai.
Tai yra pirmos rūšies užuomina, rodanti, kad galutinis rezultatas yra kažkas, užsakyto vienoje plokštumoje. Norėdami pereiti prie kito žingsnio, turėsime pereiti prie modeliavimo, nes pakankamai ilgai neegzistavome ir tiesiog neturėjome laiko stebėti šio reiškinio - ir tai trunka apie milijoną metų - jaunoje žvaigždžių sistemoje.
Po to, kai protoplanetinis diskas bus „išlygintas“viename matmenyje, jis toliau trauksis, vis daugiau ir daugiau medžiagų patenka į jo centrą. Nepaisant to, kad didžioji dalis medžiagos bus sukoncentruota jame, didelė dalis dujų ir dulkių pateks į stabilias sukamąsias orbitas šiame diske.
Remiantis modeliavimu, asimetriniai materijos gumulėliai pirmiausia susitraukia į vieną dimensiją ir tada pradeda suktis. Būtent šioje plokštumoje susidaro planetos / C. Burrows / J. Krist / K. „Stabelfeldt“/ NASA.
Kodėl? Reikia išsaugoti fizinį kiekį: kampinis impulsas, kuris mums nurodo, kiek sukasi visa sistema - dujų, dulkių, žvaigždės ir visa kita. Tai, kaip kampinis impulsas veikia ir kaip jis vienodai pasiskirsto tarp visų sistemos dalelių, iš tikrųjų rodo, kad diske viskas turėtų judėti, grubiai tariant, viena kryptimi - pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę. Laikui bėgant šis diskas pasieks stabilų dydį ir tankį, o tada nedidelis gravitacinis nestabilumas pradės paversti šį nestabilumą planetomis.
Be abejo, yra nedideli skirtumai tarp disko dalių, taip pat maži skirtumai pradinėse sąlygose. Žvaigždė, formuojanti centre, yra ne vienas taškas, o labiau išplėstas objektas - maždaug milijono kilometrų skersmens. Sudėjus visas šias dalis, idealios plokštumos negausite, tačiau išeis kažkas labai artimo. Tiesą sakant, mes neseniai atradome pirmąją planetų sistemą už saulės ribų, kurioje galėjome stebėti jaunų planetų susidarymą toje pačioje plokštumoje.
Protoplanetinis diskas aplink jauną žvaigždę HL Taurus. Disko spragos rodo naujų planetų / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO buvimą.
Jauna žvaigždė HL Taurus, esanti maždaug 450 šviesmečių nuo Žemės, yra apsupta protoplanetinio disko. Manoma, kad pačiai žvaigždei yra maždaug milijonas metų. Akivaizdu, kad tai yra diskas, kuriame viskas yra toje pačioje plokštumoje, tačiau jame yra tamsios „pertraukėlės“. Kiekviena iš šių pertraukų atitinka jauną planetą, kuri pritraukė visą materiją iš arti. Dar nėra žinoma, kuris iš jų galiausiai suvienys, kurie bus išmesti iš disko, o kurie judės jo viduje ir bus sugerti pagrindinės žvaigždės. Tuo tarpu mes turėjome galimybę pastebėti posūkį į jaunos žvaigždžių sistemos vystymąsi. Ir nors anksčiau mokslininkai galėjo stebėti jaunas planetas, šio etapo ištirti nebuvo įmanoma. Visi žvaigždžių sistemos formavimo etapai yra nuostabūs ir atitinka tą pačią istoriją.
Bet kodėl planetos yra toje pačioje plokštumoje? Kadangi jie susidaro iš asimetrinio dujų debesies, kuris pirmiausia griūva trumpiausia kryptimi, tada medžiaga „išsilygina“ir „prilimpa“prie savęs, o tada traukiasi centro link. Užuot kritęs ant jo, jis pradeda suktis aplink jį. Dėl šio jauno disko nehomogeniškumo formuojasi planetos, kurios toliau sukasi toje pačioje plokštumoje su kelių laipsnių skirtumu.
Tai yra vienas iš tų atvejų, kai stebėjimai ir modeliavimas, pagrįsti teoriniais skaičiavimais, stebėtinai atitinka vienas kitą. Taigi, kad ir kur būtumėte Visatoje, visos planetos aplink bet kokias žvaigždes visada sukasi toje pačioje plokštumoje.
Vladimiras Guillenas