Что такое Солнечная система?
Солнечная система состоит из Солнца и движущихся вокруг него объектов, удерживаемых вместе гравитационной силой. Объекты, окружающие Солнце, включают 8 основных планет, карликовые планеты, луны и другие тела Солнечной системы. Другие тела, составляющие Солнечную систему, включают 472 естественных спутника, 707 664 малых планеты и 3 406 комет. Солнечная система расположена в локальном межзвездном облаке.
Какой возраст Солнечной системы?
Возраст Солнечной системы составил 4,568 миллиарда лет. Ученые определили его возраст, используя радиоактивный распад изотопов, обнаруженных в метеоритах и горных породах. Изотопы калия и урана образовались одновременно с солнечной системой, поэтому ее возраст сопоставим с возрастом комет и горных пород. Однако из-за того, что большая часть горных пород со временем была разрушена, возраст Солнечной системы сейчас чаще измеряют с помощью метеоритов. Анализ проводится с использованием методов радиоактивного датирования, чтобы определить, сколько изотопов в метеоритах распалось. Следовательно, возраст самых старых метеоритов составляет 4,568 миллиарда лет. Эта цифра может измениться в будущем, поскольку ученые говорят, что трудно обнаружить останки метеоритов, которые не были изменены тектоническими плитами Земли.
Происхождение Солнечной системы
Считается, что Солнечная система образовалась из-за разрыва газопылевого облака сверхновой звезды, который вызвал взрыв и волны, сжимающие пыль и облака. Затем облако начало коллапсировать, поскольку газ и пыль удерживались вместе гравитационной силой, образуя Солнечную туманность. Впоследствии облако стало вращаться так быстро, что его центр стал плотнее и теплее. Кроме того, вокруг облака образовался диск из пыли и газа. Центр диска был очень горячим, а края холодными. Диск становился все тоньше и тоньше, а частицы слипались и образовывали кластеры. Эти скопления сформировали планеты и луны, которые мы знаем сегодня. Со временем облако стало очень горячим и образовало Солнце, а также появилась Солнечная система.
Что будет с нашей звездой дальше
Пока внутри солнечного ядра достаточно водорода, оно будет продолжать светиться, как и раньше. Когда запасы топлива начнут иссякать (примерно через 5-7 миллиардов лет), звезда расширится, превратившись в красного гиганта и высвобождая все больше и больше энергии. В результате температура на Земле повысится настолько, что ее океаны высохнут. А сама она станет похожей на Венеру или будет поглощена увеличением размера Солнца. Это произойдет не сразу, а в течение нескольких миллиардов лет. Но тогда Марс должен стать полностью пригодной для существования планетой. Правда ненадолго.
Растущее Солнце будет поглощать все вокруг, пока новые термоядерные реакции не начнут превращать гелий в углерод. Это также займет миллионы лет, в течение которых Солнце выбросит огромное количество звездного вещества в космос, образуя планетарную туманность. Планеты, которые не поглощаются им, выйдут с орбит, начав хаотическое движение в космосе, а затем постепенно остынут и умрут. Постепенно красный гигант остынет и сожмется, превратившись в белого карлика. Следовательно, Солнечная система прекратит свое существование примерно через 8 миллиардов лет.
Восходящее солнце
Будущее Солнечной системы
Поскольку Солнечная система полагается на Солнце как на основной источник энергии, ее будущее также связано с ним. Ожидается, что Солнце, будучи звездой среднего возраста, будет гореть в течение следующих 5 миллиардов лет. Однако в конце этого периода Солнце поглотит весь водород, который находится в его ядре. Ядро начнет сокращаться под действием силы тяжести и в результате столкновения атомов гелия и кислорода. Это приведет к выработке большего количества энергии, чем в настоящее время. Затем Солнце увеличится в 100 раз по сравнению с нынешним размером. Он поглотит Меркурий и Венеру и изменит цвет с желтого на красный. Что касается Земли, если она не будет поглощена Солнцем, высокие температуры звезды сожгут атмосферу. Более того, все океаны закипят, и Земля больше не сможет поддерживать жизнь.
Появление Солнца
Создание Солнечной системы, согласно модели туманностей, началось с рождения нашей звезды, которая затем приобрела планеты и другие тела вокруг нее. Как гласит гипотеза Канта, Солнце появилось в результате коллапса водородного облака. Такие облака называют протозвездными туманностями.
Под действием силы тяжести такая туманность притягивает газ, который скапливается в центре, сжимается и образует ядро будущей звезды. Кроме того, туманность притягивает межзвездную пыль, которая в совокупности формирует орбитальное движение объекта. Затем схлопывание водородного облака ослабевает, и газ и пыль начинают вращаться.
Появление солнца
Чтобы протозвезда наконец начала превращаться в звезду, ее масса должна быть примерно в 80 раз больше массы Юпитера. Этот вес увеличивается за счет улавливания газа и окружающей его материи. По мере нарастания массы в ядре объекта начнутся первые термоядерные реакции. От рождения тела до этого момента обычно проходит около ста тысяч лет.
Первая стадия молодой звезды — коричневый карлик. В этой форме он все еще очень мал, поэтому он должен продолжать накапливать материю. Звезде потребуется сотни миллионов лет, чтобы достичь массы, примерно равной массе Солнца.
Когда звезда полностью сформируется, вокруг нее появится протопланетный диск. В этот момент небесное тело успеет немного остыть, что приведет к конденсации пыли вокруг него. Постепенно эти частицы сформируют планетезимали, основные компоненты будущих планет.
Появление твердых планет
Твердые небесные тела солнечной системы также называют планетами внутренней группы. Они находятся в горячей области протопланетного диска, где лед быстро тает, поэтому эти объекты в основном состоят из твердых пород, устойчивых к высоким температурам.
Возникновение твердых планет
Планетезимали начинают постепенно приобретать новые частицы, пока полностью не соберут все имеющиеся в их распоряжении ресурсы. Тогда планеты постепенно примут округлую форму и выйдут на орбиту. Таким образом, появление твердых небесных тел в Солнечной системе длилось несколько десятков миллионов лет.
Рождение газовых гигантов
Газовым гигантам Солнечной системы требуется больше времени, чтобы родиться, и весь процесс намного сложнее, чем у твердых планет. Сначала они тоже образуются из планетезималей, но немного иначе. Поскольку они образуются в более холодной области протопланетного диска, их планетезимали в основном состоят из льда и газа. Затем газ собирается в течение пары миллионов лет, пока не закончатся его запасы. Газовые гиганты имеют большое влияние на твердые планеты, поскольку чем раньше они появились, тем меньше материала остается для образования таких небесных тел, как Земля.
Рождение газовых гигантов
Появление пояса астероидов и спутников планет
В конце развития Солнечной системы появился знаменитый пояс астероидов, а затем и спутники планет. Согласно теории, пояс образовался из остатков строительного материала небесных тел нашей системы. Причем спутники могли появиться несколькими способами:
- Планеты могли захватывать объекты из пояса астероидов, используя свою силу тяжести.
- Из-за столкновения небесного тела с другим крупным объектом от него мог оторваться кусок, который затем был запущен на орбиту.
- Спутник может начать свое формирование вместе с планетой на этапе формирования.
Появление пояса астероидов и спутников планет