Формування та еволюція Сонячної системи[ред. • ред. код]
Відповідно до загальноприйнятої в даний час гіпотези, формування Сонячної системи почалося близько 4,6 млрд років тому з гравітаційного стиснення невеликої частини гігантської міжзоряної газопилової хмари. Ця початкова хмара, ймовірно, сягала за розмірами декількох світлових років і була прародичем для декількох зір[83].
В процесі стиснення розміри газопилової хмари зменшувалися і, через закон збереження моменту імпульсу, зростала швидкість обертання хмари. Центр, де зібралася більша частина маси, ставав усе гарячішим у порівнянні з навколишнім диском[83]. Через обертання хмари швидкості її стиснення паралельно і перпендикулярно осі обертання відрізнялися, що призвело до ущільнення хмари, формування характерного протопланетного диску діаметром близько 200 а. о.[83] і гарячої, щільної протозорі в центрі[84]. Вважається, що на цій стадії еволюції Сонце було зорею типу T Тельця. Вивчення зір типу Т Тельця показує, що вони часто оточені протопланетними дисками з масами 0,001—0,1 мас Сонця, з переважним процентом маси туманності, зосередженої безпосередньо в зорі[85]. Планети формуються шляхом акреції з цього диску[86].
Протягом 50 млн років тиск і густина водню в центрі протозорі стали достатньо високими для початку термоядерної реакції[87]. Температура, швидкість реакції, тиск і густина збільшувалися, доки не було досягнуто гідростатичної рівноваги[en] з тепловою енергією, яка протидіяла силі гравітаційного стиснення. На цьому етапі Сонце стало повноцінною зорею головної послідовності[88].
Сонячна система, ймовірно, проіснує доти, доки Сонце не почне розвиватися поза головної послідовності діаграми Герцшпрунга—Рассела. Оскільки Сонце спалює запаси водневого палива, то енергія, яка підтримує ядро, вичерпується, змушуючи Сонце стискатися. Це збільшує тиск в його надрах і нагріває ядро, таким чиноми прискорюючи спалювання палива. В результаті Сонце стає яскравішим приблизно на десять відсотків кожні 1,1 млрд років[89], і стане ще на 40 % яскравішим протягом наступних 3,5 млрд років[90].
Приблизно через 7[91] млрд років водень в сонячному ядрі буде повністю перетворений в гелій, що завершить фазу головної послідовності; Сонце стане субгігантом[91]. Ще через 600 млн років зовнішні шари Сонця розширяться приблизно у 260 разів порівняно з сучасними розмірами — Сонце перейде на стадію червоного гіганта[92]. Через сильне збільшення площі поверхні вона буде набагато холоднішою, ніж при перебуванні на головній послідовності (2600 К)[92]. Різко збільшившись, Сонце, ймовірно, поглине найближчі планети Меркурій та Венеру[93]. Земля, можливо, уникне поглинання зовнішніми сонячними оболонками[90], але стане абсолютно безжиттєвою, оскільки придатна для життя зона зміститься до зовнішніх країв Сонячної системи[94].
Зрештою, в результаті розвитку термічних нестійкостей[94][92], зовнішні шари Сонця будуть викинуті в навколишній простір, утворивши планетарну туманність, в центрі якої залишиться лише невелике зоряне ядро — білий карлик, надзвичайно щільний об'єкт з половиною початкової маси Сонця, але розміром лише як у Землі[91]. Ця туманність поверне частину матеріалу, який сформував Сонце, у міжзоряне середовище.
Галактична орбіта[ред. • ред. код]
Сонячна система є частиною Чумацького Шляху — спіральної галактики, що має діаметр близько 30 тисяч парсек (або 100 тисяч світлових років) і складається з близько 200 млрд зір[95]. Сонячна система розташована поблизу площини симетрії галактичного диска (на 20—25 парсек вище, тобто північніше від нього), на відстані близько 8 тисяч парсек (27 тисяч світлових років)[96] від галактичного центра (практично на рівній відстані від центра Галактики і її краю), на окраїні рукава Оріона[97] — одного з галактичних рукавів Чумацького Шляху.
Сонце обертається навколо галактичного центра по майже коловій орбіті зі швидкістю близько 254 км/с[98][99] (уточнено в 2009 р.) і здійснює повний оберт приблизно за 230 млн років[100]. Цей проміжок часу називається галактичним роком[100]. Сонячний апекс (напрямок шляху Сонця через міжзоряний простір) розташований в сузір'ї Геркулеса в напрямку поточного розташування яскравої зорі Вега[101].
Крім колового руху по орбіті, Сонячна система здійснює вертикальні коливання відносно галактичної площини, перетинаючи її кожні 30—35 млн років і опиняючись то у північній, то у південній галактичній півкулі[102][103].
Розташування Сонячної системи в галактиці, ймовірно, впливає на еволюцію життя на Землі. Її орбіта практично колова, і швидкість приблизно дорівнює швидкості спіральних рукавів, завдяки чому вона проходить крізь них надзвичайно рідко. Це дає Землі тривалі періоди міжзоряної стабільності для розвитку життя, оскільки спіральні рукави мають значну концентрацію потенційно небезпечних наднових.[104] Сонячна система також перебуває на значній відстані від переповнених зорями околиць галактичного центра. Біля центра гравітаційні впливи сусідніх зір могли збурити об'єкти хмари Оорта і направити багато комет у внутрішню Сонячну систему, викликавши зіткнення з катастрофічними наслідками для життя на Землі. Інтенсивне випромінювання галактичного центра також могло вплинути на розвиток високоорганізованого життя[104]. Деякі вчені висувають гіпотезу, що, незважаючи на сприятливе розташування Сонячної системи, навіть протягом останніх 35 000 років життя на Землі зазнавало впливів наднових, що могли викидати частинки радіоактивного пилу і великі кометоподібні об'єкти[105].
Околиці[ред. • ред. код]
Безпосередня галактична околиця Сонячної системи відома як Місцева міжзоряна хмара. Це щільніша ділянка області розрідженого газу Місцева бульбашка — порожнини в міжзоряному середовищі протяжністю близько 300 св. р., що має форму піскового годинника. Бульбашка заповнена високотемпературною плазмою; це передбачає, що вона утворилася в результаті вибуху декількох недавніх наднових[106].
Відносно небагато зір в межах десяти св. р. (95 трлн км) від Сонця. Найближчою є потрійна зоряна система Альфа Центавра, на відстані близько 4,3 св. р. Альфа Центавра A і B — тісна подвійна система близьких за характеристиками до Сонця зір, в той час як маленький червоний карлик Альфа Центавра C (також відомий як Проксима Центавра) обертається навколо цієї пари на відстані 0,2 св. р. Наступними найближчими зорями є червоні карлики зоря Барнарда (5,9 св. р.), Вольф 359 (7,8 св. р.) і Лаланд 21185 (8,3 св. р.). Найбільша зоря в межах десяти світлових років — Сіріус, яскрава зоря головної послідовності з масою приблизно як дві маси Сонця і компаньйоном, білим карликом з назвою Сіріус B. Сіріус розташований на відстані 8,6 св. р. Інші системи в межах десяти світлових років — подвійна система червоних карликів Лейтен 726-8 (8,7 св. р.) і одиночний червоний карлик Росс 154 (9,7 св. р.)[107]. Найближча система коричневих карликів — Луман 16, розташовується на відстані 6,59 світлових років. Найближча одиночна подібна до Сонця зоря — Тау Кита, розташовується на відстані 11,9 св. р. Має приблизно 80 відсотків маси Сонця, але лише 60 відсотків його яскравості[108]. Найближча відома екзопланета, Альфа Центавра Bb, розташовується в найближчій до нас зоряній системі Альфа Центавра, на відстані 4,3 св. р.
Дослідження Сонячної системи[ред. • ред. код]
Історія професійного вивчення складу Сонячної системи почалася 1610 року, коли Галілео Галілей відкрив у свій телескоп 4 найбільших супутника Юпітера[109]. Це відкриття було одним із доказів правильності геліоцентричної системи. 1655 року Християн Гюйгенс відкрив Титан — найбільший супутник Сатурна[110]. До кінця XVII століття Кассіні відкрив ще 4 супутника Сатурна[111][112].
XVIII століття ознаменувалося важливою подією в астрономії — вперше з допомогою телескопа була відкрита раніше не відома планета Уран[113]. Незабаром Гершелем, першовідкривачем нової планети, були відкриті 2 супутника Урана і 2 супутника Сатурна[114][115].
XIX століття почалося з нового астрономічного відкриття — був виявлений перший зореподібний об'єкт — астероїд Церера, 2006 року переведений у ранг карликової планети. А 1846 року була відкрита восьма планета — Нептун. Нептун був відкритий «на кінчику пера», тобто спочатку передбачений теоретично, а потім виявлений у телескоп, причому незалежно в Англії та у Франції[116][117][118].
1930 року Клайд Томбо (США) відкрив Плутон, названий дев'ятою планетою Сонячної системи. Однак 2006 року Плутон втратив статус планети і «став» карликовою планетою[119].
У другій половині XX століття було відкрито багато великих та малих супутників Юпітера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона[120][121][122][123]. Найбільш значну роль у цій серії наукових відкриттів мали місії американських АМС«Вояджер».
На межі XX—XXI століть було відкрито ряд малих тіл Сонячної системи, в тому числі карликові планети, плутино, а також супутники деяких із них і супутники планет-гігантів.
Тривають інструментальні та розрахункові пошуки транснептунових планет, в тому числі гіпотетичних.
Комментариев нет:
Отправить комментарий