منظومه شمسی چگونه ایجاد شده است

منظومه شمسی چگونه ایجاد شده است

ماهیت هلیوسنتریک #منظومه شمسی با اجزای اصلی آن – خورشید ، سیارات و ماهواره ها – قبل از پایان قرن هفدهم کاملاً ثابت شده بود. پس از انتشار #اصول نیوتن در ۱۶۸۷ اصول علمی برای این مشکل از منشاء آن امکان پذیر گشت.

اکثر نظریه هایی که در 300 سال گذشته مطرح شده اند به وضوح قابل دفاع نیستند ، اما برخی از آنها حاوی مشکلاتی هستند که ممکن استفقط  بخشی از یک تئوری قابل اجرا باشد. عملی نیست که بخواهیم در یک مقاله مروری کوتاه به طور دقیق با همه نظریه ها پرداخته شود. در اینجا ما باید پنج نظریه را ذکر کنیم که اخیراً توسعه یافته اند یا هنوز در مرحله توسعه هستند ، و دارای پایه علمی معقولی هستند. دو مورد از آنها ، نظریه سحابی خورشیدی و نظریه ضبط ، با تأکید بر آنچه که دارند و توضیح نداده اند و مشکلات باقیمانده آنها با جزئیات بیشتری شرح داده خواهد شد. ابتدا دو نظریه اولیه شرح داده خواهد شد ، زیرا به دلیل ارتباط نزدیک با نظریه های موجود و بیان عمده مشکلات نظریه ها ، انتخاب خواهد شد.

 

نظریه های اولیه در باب

منظومه شمسی چگونه ایجاد شده است

منظومه شمسی چگونه ایجاد شده است

بر اساس ایده ها و مشاهدات دكارت ، كانت و هرشل ، پیر لاپلاس (1796) اولین نظریه واقعاً علمی را ارائه داد  ابری از گاز و گرد و غبار که به آرامی می چرخد ​​، خنک شد و تحت نیروی جاذبه فرو ریخت. با فرو ریختن ، سریعتر چرخید و در امتداد محور چرخش صاف شد. سرانجام به شکل عدسی با مواد استوایی در مدار آزاد به دور جرم مرکزی درآمد. پس از آن مواد به عنوان مجموعه ای از حلقه ها باقی مانده که در آن جمع شدن ایجاد شده است. توده هایی با سرعت کمی متفاوت در حال چرخش هستند و یک سیاره اولیه را در هر حلقه به وجود می آورند. نسخه کوچکتر این سناریو ، مبتنی بر فروپاشی سیاره های اولیه ، سیستم های ماهواره ای تولید کرد. قسمت اصلی ابر اصلی برای تشکیل خورشید فرو ریخت.

تصویری از نظریه سحابی لاپلاس. (الف) یک کره گاز و گرد و غبار که به آرامی می چرخد ​​و در حال فروپاشی است. (ب) با افزایش سرعت چرخش ، یک کره کروی شکل ایجاد می شود. (ج) شکل مهم عدسی. (د) زمینه هایی که در صفحه استوایی پشت سر گذاشته شده اند. (ه) یک سیاره در هر حلقه متراکم می شود.

این نظریه مونیستی ، که خورشید و سیارات را در یک فرآیند تولید کرده است ، دارای سادگی جذابی است اما یک نقص مهلک دارد. این نشان می دهد که بیشتر جنبش زاویه ای سیستم در خورشید است – که چنین نیست. خورشید با 99.86٪ جرم سیستم فقط 0.5٪ از جنبش زاویه ای کل موجود در چرخش آن است. بقیه در مدارهای سیاره ای است. تمام تلاش های قرن 19 برای نجات این تئوری ناموفق بود. این نظریه اگرچه مبتنی بر اصول علمی بود ، اما با مشاهده موافق نبود و بنابراین باید کنار گذاشته شود.

چند وقت بعد جیمز جینز (1917) یک راه حل دوگانه نظریه، یکی برای که خورشید و سیارات توسط مکانیزم های مختلف تولید شد. یک ستاره عظیم از کنار خورشید رد می شود و از آن یک رشته جزر و مدی می کشد . رشته ناپایدار گرانشی با تشکیل هر یک از چگالش ها ، یک سیاره اولیه را از هم گسیخت. سیاره های اولیه که توسط ستاره در حال عقب نشینی جذب می شوند ، در مدارهای هلیوسنتریک حفظ شدند. در ابتدا گذرگاه پیرهلیون ، یک نسخه در مقیاس کوچک از همان مکانیزم منجر به کشیده شدن رشته ای از یک سیاره پروتوئال شد که درون آن پروتوزاهواره ها تشکیل شدند.

تصویری از تئوری شلوار جین. (الف) فرار مواد از خورشید کاملاً تحریف شده. (ب) میعان سیاره سیاره ای در رشته خارج شده. ج) سیاره های اولیه که توسط ستاره عظیم در حال عقب نشینی جذب می شوند.

این تئوری استقبال خوبی داشت – خصوصاً که با برخی تحلیل های ظریف پشتیبانی می شد. شلوار جین متوجه شد که چگونه یک ستاره تحت تأثیر tidally باعث تحریف و در نهایت از بین رفتن نوک ماده از نوک جزر و مد می شود. وی نشان داد که رشته از طریق بی ثباتی گرانشی شکسته خواهد شد و همچنین شرطی برای حداقل جرم توده رشته ای است که می تواند سقوط کند. علی رغم پذیرش مشتاقانه نظریه اولیه ، خیلی زود با مشکل روبرو شد. هارولد جفریس (1929) ، با استدلال ریاضیاتی شامل مفهوم گردش خون ، پیشنهاد کرد که مشتری ، که دارای همان چگالی متوسط ​​خورشید است ، باید دارای یک دوره چرخش مشابه باشد. این دوره ها با ضریب 70 متفاوت است. دیگر مخالفت های ساده تر و از این رو با آسودگی بیشتری پذیرفته می شوند. هنری نوریس راسل (1935)نشان داد كه مواد كشیده شده از خورشید نمی توانند با بیش از چهار شعاع خورشیدی – در مدار عطارد – به مدار بروند. این نوع دیگری از مشکلات حرکت زاویه ای بود. سپس لیمان اسپیتزر (1939) محاسبه کرد که یک جرم مشتری از مواد خورشیدی یک درجه حرارت حدود 10 دارند ₆ K و به فضا و نه بر فروپاشی منفجر شود. بعداً اعتراضات دیگری در مورد وجود لیتیوم ، بریلیم و بور در پوسته زمین ، عناصر سبکی که به راحتی توسط واکنشهای هسته ای خورشید مصرف می شوند ، مطرح شد.

شلوار جین سعی کرد تئوری خود را با داشتن یک خورشید گسترده و خنک با شعاع مدار نپتون نجات دهد ، اما این مشکلات جدیدی ایجاد کرد – از جمله اینکه سیارات تازه شکل گرفته به شکل منتشر از طریق خورشید شخم می خورند. وی سرانجام اذعان کرد که “این نظریه با دشواری های فراوانی روبرو است و به نظر می رسد از بعضی جهات قطعاً ناخوشایند باشد”.

نظریه های لاپلاس و شلوار جین از نظر علمی استوار بود اما سرانجام در معرض انتقادات علمی قرار گرفت. هر دو دارای مشکلات حرکت زاویه ای بودند ، هر چند از انواع مختلف. با این وجود تمام نظریه های مدرن توصیف شده در اینجا شامل ایده هایی است که آنها معرفی کرده اند. آنها همچنین مشکلات مهمی را نشان می دهند که نظریه ها باید آنها را حل کنند تا قابل قبول تلقی شوند.

تئوری خوب چیست؟

کسانی که نظریه های جهان وطنی تولید می کنند معمولاً لیستی از “حقایقی را که باید توضیح داده شود” ارائه می دهند ، اما همانطور که استیون براش مورخ علمی نتیجه گرفت ، این لیست ها اغلب بر آن حقایقی تأکید دارند که نظریه فرد به بهترین وجه با آنها سر و کار دارد. این به خوبی می تواند درست باشد. برای جلوگیری از این احتمال ، من در زیر اتحاد کلیه “حقایق” ارائه شده توسط کارگران مختلف آورده ام. آنها بسته به اینکه ویژگیهای ناخالصی دارند یا به جزئیات سیستم مربوط می شوند ، به گروهها تفکیک می شوند.

ویژگی های ناخالص :

• توزیع حرکت زاویه ای بین خورشید و سیارات
• یک مکانیسم شکل گیری سیاره
• سیارات از مواد “سرد” تشکیل می شوند
• مدارهای مستقیم و تقریبا همسطح
• تقسیم به سیارات زمینی و غول پیکر
• وجود ماهواره های منظم.

ویژگی های ثانویه:

• وجود ماهواره های نامنظم
• شیب 7 درجه محور چرخش خورشیدی به حالت عادی تا متوسط ​​صفحه سیستم
• وجود سیستمهای سیاره ای دیگر.

جزئیات دقیقتر منظومه شمسی:

• خروج از یکنواختی سیستم
• سیستم زمین و ماه جهت متغیر محورهای چرخشی سیاره ای
• قانون Bode یا قابلیت های متقابل مرتبط مدارهای سیاره ای و ماهواره ای
• سیارک ها: منشا ، ترکیبات و بندها
• دنباله دارها: مبدا ، ترکیبات و ساختارها
• تشکیل ابر Oort
• خصوصیات فیزیکی و شیمیایی شهاب سنگ ها
• ناهنجاری های ایزوتوپی در شهاب سنگ ها
• پلوتو و ماهواره آن ، شارون
• اشیا-کمربند کویپر.

کمترین چیزی که یک تئوری باید ارائه دهد ، توضیحات قانع کننده درباره خصوصیات ناخالص است. نظریه ای بدون خورشید به آرامی در حال چرخش و یک سیستم مسطح از سیارات با سیستم های ماهواره ای منظم برای برخی ، در بهترین حالت غیرقابل تصور است.

اگر نظریه های قابل قبول دیگری در دسترس باشد ، می توان به اصلی که اولین بار توسط فیلسوف انگلیسی ویلیام اوکام (1285–1349) مطرح شد ، متوسل شد ، که به طور کلی به عنوان تیغ ​​اوکام شناخته می شود. به راحتی از لاتین ترجمه شده ، این بدان معناست که “اگر نظریه های جایگزینی در دسترس باشد که مشاهدات را به همان اندازه توضیح می دهند ، ساده ترجیح داده می شود”.

بنابراین هدف ، یافتن نظریه ای ساده مبتنی بر اصول علمی کاملاً ثابت است که آنچه را که شناخته شده است توضیح دهد و با استدلال های علمی قابل رد نباشد. اکنون باید ایده هایی را که طی نیم قرن گذشته ارائه شده اند ، تقریباً به ترتیب تاریخ ارائه ، بررسی کنیم.

نظریه جمع

در سال 1944 ، اوتو اشمیت ، دانشمند سیاره ای اتحاد جماهیر شوروی ، نوع جدیدی از نظریه دوگانه گرایی را پیشنهاد داد. از مشاهدات تلسکوپی مشخص شد که ابرهای متراکم و خنک در کهکشان رخ می دهد و اشمیت استدلال کرد که ستاره ای که از میان این ابرها عبور می کند ، یک پاکت گاز غبارآلود را بدست می آورد. اشمیت با توجه به ملاحظات انرژی معتقد بود که ، برای دو جسم جدا شده ، ماده یک جسم نمی تواند توسط جسم دیگر گرفته شود و بنابراین او جسم سوم را در نزدیکی خود ، یک ستاره دیگر ، برای حذف مقداری انرژی معرفی کرد. نیاز به بدنه سوم این مدل را بسیار غیرقابل قبول می کرد اما همانطور که لایتلتون در سال 1961 نشان داد ، استدلال اشمیت نامعتبر بود زیرا ابر در ابعاد وسیعی وجود داشت و ابر-ستاره بعلاوه مانند یک سیستم بسیار زیاد رفتار می کرد. لایتلتون پیشنهاد تصرف مواد توسط مکانیزم برافزایشی را که برای اولین بار توسط بوندی و هویل پیشنهاد شد (1944)و در شکل 3 نشان داده شده است . ماده ابر نسبت به ستاره با سرعت V حرکت می کند ، بیشتر از سرعت فرار. جریانهای متقابل منحرف ، مانند نقطه G ، جز component سرعت خود را عمود بر جهت اصلی حرکت از دست می دهند و پس از آن سرعت باقیمانده می تواند کمتر از سرعت فرار باشد.

جریان های ماده ای که به نقطه G می رسند ، اجزای سرعت خود را عمود بر محور لغو می کنند.

نجوم و هیئت شناخت کواکب

لایتلتون از پارامترهایی برای مدل استفاده کرد که به جرم و حرکت زاویه ای مواد اسیر شده با سیارات سازگار است ، اگرچه هیچ فرآیندی برای تولید سیارات از پاکت منتشر نشده پیشنهاد نشده است. با این حال ، پارامترهای لایتلتون غیرقابل قبول بود. دمای ابر 3.18 K ، در تعادل با تابش کهکشانی بود و سرعت نسبی ابر و ستاره 0.2 کیلومتر در ^{-1 بود} . دمای ابری از 10-20 K و یا حتی بیشتر با مشاهده سازگار تر است، و سرعت نسبی بیشتر احتمال دارد که از سفارش 20 کیلومتر باشد ^-1 . مکانیسم پیشنهادی بیش از پیشنهاد منبع مواد سیاره ای نیست. این را نمی توان به عنوان یک نظریه قانع کننده در نظر گرفت ، خصوصاً اینکه تشکیل سیاره از مواد پراکنده مشکلات اضافی را ایجاد می کند ، همانطور که بعدا خواهیم دید.

نظریه floccule / protoplanet

در سال 1960 ، مک کریا نظریه ای را پیشنهاد داد که شکل گیری سیارات را با تولید یک خوشه ستاره ای مرتبط می داند و همچنین چرخش آهسته خورشید را توضیح می دهد. نقطه شروع مک کریا ابری از گاز و گرد و غبار بود که قرار بود یک خوشه کهکشانی را تشکیل دهد. به دلیل تلاطم ، جریان های گاز با هم برخورد کرده و مناطقی با تراکم بالاتر از حد متوسط ​​تولید می کنند. مناطق با چگالی بالا ، که به آنها “لخته” گفته می شود ، از طریق ابر حرکت کرده و هر زمان که با هم برخورد کنند ترکیب می شوند. هنگامی که یک جمع بزرگ ایجاد می شود ، لخته های دیگری را در منطقه خود جذب می کند بنابراین یک ستاره ستاره تولید می شود. از آنجایی که لخته ها از جهات تصادفی به پیش ستاره جمع شده پیوستند ، حرکت زاویه ای خالص پروتستار کوچک بود.

فرض بر این بود که مناطق ستاره ساز جدا شده اند و مک کریا نشان داد که حرکت زاویه ای موجود در یک منطقه به دلیل لخته های اصلی بسیار بیشتر از محل زندگی در ستاره ستاره است. فرض بر این بود که حرکت زاویه ای گمشده توسط تجمع های کوچکتر لخته هایی که توسط ستاره پروست گرفته شده اند تشکیل می شود و مجموعه ای از سیارات را تشکیل می دهد.

در شکل اصلی این تئوری ، هر لخته حدود سه برابر جرم زمین داشت ، بنابراین بسیاری از آنها مجبور شدند با هم ترکیب شوند و سیارات غول پیکر را تشکیل دهند. تجمع های سیاره ای حاصل از حرکت زاویه ای بسیار بیشتری نسبت به سیارات فعلی دارند. مک کریا این مشکل آشکار را به یک دارایی تبدیل کرد. با فروپاشی سیاره اولیه ، چرخشی ناپایدار می شود و همانگونه که توسط لیتلتون (1960) توصیف شده و در شکل 4 نشان داده شده است ، رفتار می کند.. این سیاره اولیه با نسبت جرمی در حدود 8: 1 به دو قسمت شکسته شد. قسمت کوچکتر ، با سرعت بیشتری نسبت به مرکز جرم حرکت می کند ، و ممکن است با بیشترین حرکت زاویه ای از منظومه شمسی فرار کند. در یک گردن بین دو قسمت جدا کننده ، میعانات کوچک تشکیل شده و توسط قسمت بزرگتر به عنوان یک خانواده ماهواره ای حفظ می شود. برای توضیح سیارات زمینی ، مک کریا مجبور بود فرض کند که روند شکافت در یک هسته متراکم از سیاره اولیه اتفاق افتاده است. در قسمت داخلی منظومه شمسی ، با سرعت فرار بیشتر ، هر دو قسمت حفظ شده و جفت زمین – مریخ و زهره – عطارد را تشکیل می دهند.

شکاف یک سیاره اولیه که به سرعت در حال چرخش است با تشکیل قطرات پروتوز ماهواره.

با برخی پارامترها از منظومه شمسی استنباط شده و برخی دیگر برای بهترین نتیجه ممکن انتخاب شده اند ، می توان سیستم ماهواره ها و سیارات خورشید را توضیح داد. با این وجود این نظریه دارای مشکلات جدی است. اول ، لخته ها ناپایدار بودند ، و عمر آنها بسیار کمتر از زمان بین برخورد لخته ها بود. در پاسخ ، مک کریا (1988)یک شکل اصلاح شده از این نظریه تولید کرد که در آن تراکم های اولیه ، که اکنون “سیارات اولیه” نامیده می شوند ، دارای جرم و پایدار زحل هستند. سیستم اولیه همسطح نبوده و در واقع می توانست مدارهای معکوس وجود داشته باشد ، اگرچه با حرکت در یک محیط مقاومت و برخورد برای حذف اقلیت اشیا ret وارون ، سیستم می توانست به حالت فعلی تکامل یابد. با این حال ، آنچه بسیار مشکوک است ، این ایده است که حرکت زاویه ای که در ستاره ستاره وجود ندارد ، لزوماً باید در یک سیستم سیاره ای زندگی کند. بسیار بیشتر احتمال دارد که حرکت زاویه ای “گمشده” در حرکت های نسبی ستاره های اولیه نسبت به سیستم های سیاره ای ساکن باشد.

نظریه سحابی خورشیدی

طی 30 سال گذشته الگویی بوجود آمده است – مدلی که مقبولیت گسترده ای دارد و اساس تفکر در مورد مسائل احتمالی است. این تئوری سحابی خورشیدی (SNT) است.

در دهه 1960 مشخص شد که بسیاری از ویژگی های شهاب سنگ ها از نظر میعان حاصل از بخار داغ قابل تفسیر هستند و این تفکر را ترغیب می کند که مواد اولیه منظومه شمسی به صورت گازی داغ بوده است. علاوه بر این ، در دهه 1960 ویکتور Safronov در حال کار روی تشکیل سیاره از مواد منتشر بود و در مقاله اصلی ترجمه شده به انگلیسی ( Safronov 1972 ) وی این کار را خلاصه کرد. با استفاده از این تحولات دوقلو ، نظریه جدید سحابی خورشیدی (SNT) به سرعت به عنوان یک فعالیت مهم تحقیقاتی انجام گرفت. اعتقاد بر این بود که دانش و رویکردهای جدید باید مشکلات اصلی نظریه سحابی لاپلاس را حل کند.

یک کارگر اولیه در SNT خیلی سریع نتیجه گرفت: “در هر زمان ، در هر کجا از سحابی خورشیدی ، هرجایی به خارج از مدار عطارد ، دمای سحابی خورشیدی آشفته هرگز به اندازه کافی بالا است تا مواد جامد موجود در دانه های بین ستاره ای بخار شود. ، “( کامرون 1978 ). اگر چه این مهم را تضعیف علت وجودی برای احیای ایده سحابی، در این زمان کار در جریان کامل بود و شروع کرد و بدون وقفه.

کار در توزیع مجدد حرکت زاویه ای در توسعه SNT نقشی اساسی داشته است. لیندن-بل و پرینگل (1974)مکانیزمی را توصیف کرد که در آن ، با توجه به تلاطم و اتلاف انرژی در یک دیسک ، دیسک برای حفظ حرکت زاویه ای توسط ماده داخلی که به سمت داخل حرکت می کند ، در حالی که مواد خارجی به خارج منتقل می شود ، تکامل می یابد. این مساوی است با انتقال حرکت زاویه ای به بیرون. با این حال ، این مسئله مسئله اصلی حرکت زاویه ای را حل نمی کند. ماده ای که به میعان مرکزی متصل می شود به تدریج به سمت داخل مارپیچ می شود به طوری که همیشه در یک مدار تقریباً کپلریان در اطراف جرم مرکزی قرار دارد. یک روش مفید برای تفکر در مورد حرکت زاویه ای چرخش خورشید ، برابر کردن آن با یک چهارم جرم مشتری است که در مدار استوا خورشید می چرخد. اگر خورشید بتواند در پیکربندی متراکم فعلی خود با استفاده از مارپیچ مواد به سمت داخل شکل بگیرد ، که نمی تواند ، پس همچنان صدها برابر حرکت زاویه ای فعلی خود دارد. واقع بینانه ، بدون داشتن حرکت زاویه ای بسیار کم ، به هیچ وجه نمی تواند تشکیل شود. مکانیسم های مختلفی برای انتقال حرکت زاویه ای پیشنهاد شده است (لارسون 1989 ) یک مثال توسط گشتاورهای گرانشی ناشی از بازوهای مارپیچی در دیسک است ( شکل 5 ). برای اثربخشی این نیاز به یک سحابی عظیم است ، که به دلایل دیگر نامطلوب است ، اما هر مکانیزمی که حرکت مارپیچی برای مواد ایجاد کند مشکلی را حل نمی کند.5

اثر گرانشی بازوی مارپیچی دنباله دار عظیم ، افزودن حرکت زاویه ای مداری در P و کم کردن آن در Q است.

مکانیسم موثر برای از بین بردن حرکت زاویه ای از یک ستاره موجود ، شامل از دست دادن مواد یونیزه از ستاره به علاوه یک میدان مغناطیسی ستاره ای قوی است ، هر دو احتمالاً در یک ستاره فعال جوان است. مواد یونیزه به سمت خارج قفل شده و در یک خط میدان مغناطیسی قفل می شوند. این میدان با ستاره می چرخد ​​بنابراین ماده یونیزه با سرعت زاویه ای ثابت به سمت خارج حرکت می کند. حرکت زاویه ای افزایش یافته از ستاره حذف می شود. تا زمانی که فشار جنبشی جریان یون از فشار مغناطیسی فراتر رود که در مورد یک میدان دو قطبی ، r ^-6 متغیر است ، به خط میدان متصل می شود . تجزیه و تحلیل نشان می دهد که با وجود باد و ستاره های قابل قبول ستاره ای ، می توان حدود 90٪ از حرکت اصلی زاویه ای را از این طریق حذف کرد.

انتشار T-Tauri ، با نرخ کسر 10 ^-7 M _⊙ سال ^-1 برای یک دوره 10 ⁶ ساله ، اغلب به عنوان یک مدل برای از دست دادن جرم ذکر شده است. با این حال ، شواهد طیفی نشان می دهد که مواد ساطع شده T-Tauri فقط به آرامی یونیزه می شوند و از این رو می توانند به خوبی به مزرعه متصل شوند. علاوه بر این ، ستاره های کم جرم ، که هیچ تابش T-Tauri رخ نمی دهد ، نیز به آرامی می چرخند بنابراین مکانیسم دوم برای این ستاره ها مورد نیاز است.

تشکیل خورشید به حرکت داخلی مواد احتیاج دارد در حالی که مکانیسم میدان مغناطیسی برای از بین بردن حرکت زاویه ای نیاز به حرکت رو به بیرون دارد. اگر راهی پیدا شود که به موجب آن هسته سحابی رشد کند و همزمان مواد بسیار یونیزه شده ای را که به یک میدان مغناطیسی ستاره ای قوی ( ¹⁰ برابر ⁵ برابر میدان خورشیدی قوی تر) متصل می شود ، از دست بدهد ، مسئله تکانه زاویه ای حل خواهد شد. به عنوان مثال ، می توان یک جریان دو قطبی از مواد خنثی اضافه شده به جرم ستاره را با از دست دادن استوایی مواد یونیزه برای حذف حرکت زاویه ای – هر چند بعید به نظر می رسد که چنین الگویی به طور طبیعی بوجود آید. به طور خلاصه ، در حالی که نمی توان گفت که مشکل حرکت زاویه ای نمی تواندحل شود ، مطمئناً هنوز به طور متقاعدكننده ای حل نشده است ، هر چند مقالات عمومی درباره تکامل دیسک ها هر از گاهی ظاهر می شود (به عنوان مثال پیکت و دوریسن 1997 ).

شکل گیری سیارات از یک محیط منتشر

دو سناریوی شکل گیری سیاره برای SNT وجود دارد. در مرحله اول ، دیسک سحابی دارای جرم خورشیدی و چگالی و دمایی بود به طوری که مناطق آن حاوی جرم بحرانی شلوار جین بوده و خود به خود فرو ریخته و سیارات را تولید می کند. این سیارات را به وجود می آورد ، اما بسیاری از آنها باعث مشکل دفع چالش برانگیز می شود. نظریه پردازان SNT دیگر این احتمال را جدی نمی دانند.

سناریوی دیگر با یک دیسک جرم بین 0.01 M ⊙ و 0.1 M ⊙ است ، شبیه به آنچه توسط Safronov (1972) در نظر گرفته شده است و دیگران کار آن را توسعه داده اند. تابش بیش از حد مادون قرمز اخیر از ستاره های جوان تقریباً به دلیل وجود دیسک های غبارآلود است. این مشاهدات ، که به عنوان پشتیبانی از SNT در نظر گرفته می شود ، محدودیتی را نیز ایجاد می کند. ستاره های بزرگتر از چند میلیون سال تابش بیش از حد مادون قرمز را نشان نمی دهند. استنباط شده است و به طور كلی مورد قبول جامعه SNT است كه تولید سیاره باید طی 10 میلیون سال پس از تشكیل دیسک به پایان برسد.

آنچه ظاهر می شود یک فرایند چند مرحله ای است:

(i) گرد و غبار درون دیسک به سطح متوسط ​​می نشیند. برای دانه های گرد و غبار به اندازه دانه های نرمال ISM ، این فرآیند خیلی طولانی خواهد شد. ویدنشیلینگ و همکاران (1989) اظهار داشت که دانه ها چسبناک هستند به طوری که ذرات گرد و غبار بزرگی تشکیل می شوند ، بنابراین زمان ته نشینی به شدت کوتاه می شود. در مورد نیاز به گرد و غبار چسبناک اختلاف نظر وجود دارد اما توافق کلی که دیسک گرد و غبار باید در مدت زمان کوتاهی تشکیل شود.

(ii) دیسک گرد و غبار از نظر گرانشی ناپایدار است و قطعاتی به اندازه کیلومتر را تشکیل می دهد که “planetesimals” نامیده می شوند. سحابی اولیه ممکن است مجبور به تلاطم باشد تا امکان انتقال حرکت زاویه ای فراهم شود اما اکنون به سحابی ساکت تر نیاز است تا اجازه تشکیل سیاره های کوچک را بدهد.

(iii) حیوانات سیاره ای برای تشکیل سیارات جمع می شوند. این قسمت ناخوشایند فرآیند است. سیارات در منطقه زمینی را در داخل 107 سال تشکیل شود اما، با توجه به نظریه سافرونوف، این امر 1.5 × 10 را ⁸ سال را برای تولید یک هسته مشتری و 10 ¹⁰ سال یا بیشتر به تولید نپتون – بیش از دو برابر سن منظومه شمسی است.

در اینجا الزامات متناقضی وجود دارد. زمان کوتاه تشکیل به یک محیط متلاطم نیاز دارد تا به سرعت سیارات کوچک را به هم نزدیک کند در حالی که برای ترکیب شدن کره های کوچک ، سرعت نزدیک شدن باید کم باشد. Stewart and Wetherill (1988)شرایطی را پیشنهاد داد که منجر به رشد فراری شود. این موارد شامل افزایش تراکم موضعی در دیسک ، نیروهای چسبناک برای کاهش سرعت سیارات و اعمال یک اصل تقسیم انرژی است تا اجسام بزرگتر با سرعت بیشتری حرکت کنند و بنابراین بتوانند با سرعت بیشتری ترکیب شوند. اینها فرضیات موقت هستند اما زمان تشکیل را در دوره مجاز کاهش می دهند – به جز اورانوس و نپتون. در اولین برنامه از مجموعه تلویزیونی اخیر سیارات سیارات ، یک نظریه پرداز SNT گفت: “طبق نظریه های ما ، اورانوس و نپتون وجود ندارند”! (چهارم) هسته های سیاره ای پاکت های گازی را ترسیم می کنند. این امر در مورد 10 را ⁵ سال برای مشتری است.

تشکیل ماهواره به عنوان یک نسخه کوچک از شکل گیری سیاره در نظر گرفته می شود اگرچه انتقال حرکت زاویه ای در این مورد چندان مشکل جدی نیست. نسبت (آنگولارومنتوم زاویه ای مداری بدن ثانویه) / (حرکت زاویه ای چرخش استوایی ذاتی بدن اولیه) برای مشتری-خورشید 7800 و برای کالستیو-مشتری 17 است به طوری که فقط یک حرکت زاویه ای به بیرون نیاز دارد.

نظرات و مشکلات باقیمانده

مشکلات انتقال حرکت زاویه ای و تشکیل سیاره پس از 30 سال تلاش متمرکز به طور قانع کننده ای حل نشده است بنابراین SNT فی نفسه فراتر از این مشکلات اساسی پیشرفت نکرده است.

مقالاتی از زمان به زمان در مورد شکل گیری سیاره تولید می شود ، که معمولاً شامل مفروضات خاصی است که غیر از این که منجر به نتیجه مطلوبی می شوند توجیه پذیر نیست. به عنوان مثال پولاک و همکاران (1996) ، با شبیه سازی های عددی شامل تجمع همزمان سیاره ها و گازهای جامد ، زمان تشکیل سیاره مشتری ، زحل و اورانوس را به عنوان چند میلیون سال ارائه داد. فرض اصلی آنها این بود که این سیاره در حال رشد در یک دیسک گاز و کره خاکی با تراکم سطح یکنواخت قرار دارد و حیوانات سیاره باید در منطقه تغذیه سیاره باقی بمانند. اخیراً Chambers and Wetherill (1998)شکل گیری سیارات زمینی را با فرض مشتری و زحل از قبل موجود شبیه سازی کرده اند ، اما حتی در آن زمان ، دوره تحت پوشش شبیه سازی غیر قابل قبول 3 × 10 ⁸ سال است. هیچ مدلی برای شکل گیری سیاره وجود ندارد که پشتیبانی عمومی از جامعه SNT را پشتیبانی کند که پیشرفتی را از یک شرایط اولیه باورپذیر از طریق یک سری فرآیندهای فیزیکی کاملاً بنیاد به شکل گیری سیارات توصیف کند.

تقسیم سیارات به دسته های زمینی و غول پیکر مربوط به دمای شکل گیری آنها است. عطارد در جایی شکل گرفته است که فقط دانه های آهن و سیلیکات بتوانند زنده بمانند و منطقه عطارد غنی از آهن باشد. با این حال ، هیچ توضیح ساده ای برای الگوی به ظاهر نامنظم تراکم سیارات زمینی وجود ندارد. فراتر از مدار مریخ ، دانه های یخ پایدار بودند ، بنابراین اجازه می دهد هسته های عظیم سیاره ای تشکیل شوند که جوهای گسترده ای را به خود جلب کنند.

در مورد مسئله انتقال حرکت زاویه ای ، وضعیت شاید نسبت به تشکیل سیاره مطلوب تر نباشد. باز هم مقاله هایی به دست می آیند که نتایج کلی دارند و به طور مستقیم با مشکل آفتابی که در حال چرخش است ارتباط ندارند و نمی توانند باشند.

در مورد مسئله انتقال حرکت زاویه ای ، وضعیت شاید نسبت به تشکیل سیاره مطلوب تر نباشد. باز هم مقاله هایی به دست می آیند که نتایج کلی دارند و به طور مستقیم با مشکل آفتابی که در حال چرخش است ارتباط ندارند و نمی توانند باشند.

SNT باید محور چرخش خورشیدی را کاملاً عمود بر صفحه متوسط ​​تولید کند. توضیحی برای شیب 7 درجه می تواند ایجاد اختلال توسط یک ستاره در حال عبور باشد که پس از تشکیل آنها ، صفحات مداری سیارات را آشفته می کند. برخی از مشکلات روی حیله و تزویر با این توضیح وجود دارد. مدار نپتون تقریباً کاملاً دایره ای است و هرگونه اغتشاش که میزان آن را به طور قابل توجهی تغییر دهد ، غیر عادی بودن آن را نیز بسیار تغییر می دهد. با این حال ، یک توضیح آماده برای کج شدن محورهای چرخشی سیاره وجود دارد. اندازه های سیاره ای یا تجمع های بزرگتر ، با برخورد از جهات تصادفی و محورهای چرخشی تقریباً در هر جهتی می توانند سیارات را تشکیل دهند ، اگرچه غلبه بر چرخش های مستقیم سیاره ممکن است نیاز به توضیح داشته باشد.

تئوری ضبط

تئوری Capture (CT) ( Woolfson 1964 ) در واقع چندین سال قبل از ظهور SNT پیش بود اما ورود آن تا حد زیادی مورد توجه نبود. اساس CT ، همانطور که برای اولین بار ارائه شد ، در شکل 6 نشان داده شده است که یک مدل جرم نقطه ای را نشان می دهد ، نمونه ای ابتدایی در نوع خود ، که در آن نیروهای بینابینی اثرات جاذبه ، فشار گاز و گرانروی را شبیه سازی می کنند. این یک فعل و انفعال جزر و مدی بین خورشید و یک ستاره خنک منتشر و به جرم 0.15 M را نشان می دهدrad و شعاع 15 AU. همانطور که جینز استنباط کرده بود ، پروتستار تحریف می کند و در نهایت رشته ای از مواد از نوک جزر و مد فرار می کند. این مدل برای نشان دادن تکه تکه شدن رشته بسیار درشت بود ، اما نقاط جرم جداگانه توسط خورشید گرفته شد. این مدل که شامل مکانیزم های تجزیه و تحلیل شده توسط جینز بود ، عاری از همه انتقادهایی بود که علیه مدل اصلی جزر و مد مطرح شده بود. حرکت زاویه ای مدارهای سیاره ای از مدار پروتوستار-خورشید و دامنه پریلیای داده شده توسط مدل ، تا 38 واحد آمپر ، با شعاع مداری سیاره مطابقت دارد. از آنجا که ماده سرد است ، محدودیت های شیمیایی را برآورده می کند. صفحات مداری نزدیک به صفحه مداری-ستاره-خورشید هستند ، اگرچه ، به دلیل چرخش پروستار ، مواد اندکی به بیرون از صفحه پرتاب می شود ، تغییراتی در تمایلات وجود دارد.

اختلال در یک مدل پروستار. نقاط گرفته شده با فاصله دور مداری (10 ¹² متر) و خارج از مرکز (در براکت) مشخص شده اند. نقاط فرار با علامت H (مدارهای هذلولی) مشخص می شوند.

هفت سال قبل از انتشار مقاله بعدی CT بود. این مقاله ( دورمند و وولفسون 1971 ) با بهره گیری از افزایش چشمگیر قدرت رایانه موجود ، مدل اصلی را بهبود بخشید. این مقاله صحت فرآیند ضبط را تأیید کرد و نشان داد ، از چندین شبیه سازی ، توزیع شعاعی محاسبه شده مواد سیاره ای با آنچه در منظومه شمسی مطابقت منطقی دارد ( شکل 7 ). از ویژگی های رشته به نظر می رسید که حدوداً شش میعانات اولیه سیاره پیش بینی می شود. خیلی دیرتر ، با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات صاف (SPH) ، دورماند و وولفسون (1988) تقسیم رشته را مدل کردند که مشخص شد همانطور که جینز توصیف کرده بود اتفاق می افتد.

توزیع جرم از چهار برخورد ستاره-خورشید همراه با توزیع صاف شده برای منظومه شمسی

مدل سازی نشان داد که سیاره های پیشین به سمت آفلیا در مدارهای بسیار خارج از مرکز حرکت می کنند. اگر زمان فروپاشی یک سیاره اولیه کمتر از دوره های مداری آن باشد (> 100 سال) ، این امر باعث می شود تا قبل از قرار گرفتن در معرض نیروهای جزر و مدی مختل کننده در حوضچه غلیظ شود. سقوط یک سیاره اولیه مشتری مانند ، تحت شرایط تشکیل CT ، با جزئیات توسط شوفیلد و وولفسون (1982) مدل شد . این زمان فروپاشی سیاره را کوتاهتر از 20 سال با پارامترهای مدل معقول نشان می دهد.

شکل گیری ماهواره

در حالی که سیارات می توانستند زنده بمانند ، آنها در طی اولین مدار خود تحت تأثیر نیروهای جزر و مدی قابل توجهی قرار گرفتند. در نتیجه آنها در مرحله سقوط نهایی خود به شکلی مخدوش که شامل یک برآمدگی جزر و مدی است ، می روند. ویژگی سقوط تقریباً سقوط آزاد این است که هرگونه اعوجاج را تقویت کنید به طوری که آنچه در ابتدا شروع می شود به صورت برآمدگی جزر و مدی به زبان یا رشته تبدیل می شود. میعانات درون این رشته خانواده ای از ماهواره های منظم را ایجاد می کند. ویلیامز و وولفسون (1983)توافق کمی خوبی بین پیش بینی های مبتنی بر این مدل و خواص خانواده های ماهواره ای منظم مشتری ، زحل و اورانوس پیدا کرده است. در واقع ، این مکانیسم مشابه مکانیزمی است که جینز برای تشکیل ماهواره پیشنهاد کرده است – نسخه ای در مقیاس کوچک از روند تشکیل سیاره او. نظریه جزر و مدی جینز برای حرکت سیارات دارای مشکلات حرکت زاویه ای غیرقابل کنترل است اما برای تشکیل ماهواره نه.

تکامل مداری

دورمند و وولفسون (1974) ، با بررسی تأثیر یک محیط مقاومت در اطراف خورشید ، دریافتند که مدارهای سیاره بسیار سریع دور می خورند. در یک شبیه سازی ، با محیطی با پنج برابر جرم مشتری ، مشخص شد که مشتری در 10 ⁵ سال ، زحل در 3 × 10 ⁵ سال و اورانوس و نپتون در 2 × 10 ⁶ سال گرد می شود. زمانها به چگالی محیط بستگی دارند و تقریباً معکوس جرم سیاره نیز هستند. اگر در واقع محیط مقاومتی مانند یک دیسک عمل کند ، آنها به راحتی از عمر استنباطی دیسکهای اطراف ستاره های جوان کمتر هستند.

دوره مشتری و زحل و دوره های اورانوس ، نپتون و پلوتو نزدیک به تناسب هستند. ملیتا و وولفسون (1996) نشان دادند که تکامل مداری در یک محیط مقاوم منجر به قفل تشدید بین جفت سیارات می شود. در طی تکامل مدارهای با اتلاف انرژی ، دوره ها به مقداری قابل تناسب می رسند. پس از آن یک مکانیزم بازخورد خودکار تفاوتی بین انرژی از دست رفته توسط سیاره خارجی و کسب انرژی آن از سیاره داخلی را تضمین می کند به طوری که طنین حفظ می شود. این قانون Bode را نمی دهد – اما توضیح می دهد که چه عواملی دارای پایه فیزیکی محکم تری هستند.

محورهای چرخشی

محور چرخش خورشیدی اصلی می توانست به هر جهتی باشد. با این حال ، در طی پراکندگی محیط مقاومت – عمدتا توسط فشار تابش و باد خورشیدی به بیرون رانده می شود – دانه های جامد بزرگتر به دلیل اثر Poynting-Robertson به سمت داخل چرخ می شوند. هنگامی که آنها به خورشید پیوستند ، سهم حرکت زاویه ای آنها محور چرخش خورشیدی را به سمت صفحه طبیعی تا متوسط ​​کشید. جذب کسری از جرم مشتری از این طریق باعث می شود که محور چرخش تقریباً مساوی باشد ، اما کاملاً طبیعی نیست ، یعنی برای این مدل مسئله ای نیست ، بلکه یک نتیجه طبیعی است.

CT اولیه توضیحاتی در مورد شیب های محورهای چرخشی سیاره ای ارائه می دهد زیرا به دلیل فعل و انفعالات جزر و مدی میان سیاره هایی است که از جلو نزدیک می شوند در حالی که مدار آنها هنوز بسیار خارج از مرکز است. Woolfson (2000) یک مدل جرم نقطه ای یک پروتئین اورانوس را با شعاع 0.25 AU در مدار محور نیمه بزرگ 35.6 AU و خارج از مرکز 0.69 تعامل با مدل مشتری در مدار با محور نیمه بزرگ 14.8 AU و خارج از مرکز 0.826 توصیف می کند . مشتری با بیشترین نزدیک شدن به 1.15 AU از روی اورانوس عبور می کند و محور چرخشی اورانوس از حالت عادی به مدار اصلی به زاویه 98.7 درجه نسبت به مدار جدید تقریباً تغییر می کند. سایر تمایلات محور چرخشی سیاره ای به راحتی از این طریق توضیح داده می شود.

شکل گیری ستاره

CT یک نوع دوگانه است و هیچ توضیحی برای چرخش آهسته خورشید ارائه نمی دهد ، چیزی که باید همیشه مورد توجه کیهان شناس باشد. برای رفع این نگرانی ، وولفسون (1979) مدلی برای تشکیل ستاره در یک خوشه کهکشانی را توصیف کرد و ایده های مشابه توسط Pongracic و همکاران بررسی شده است . (1991). این مدل از تکامل یک ابر خنک و تاریک در حال فروپاشی پیروی می کند که در آن انرژی آشفته به طور پیوسته افزایش می یابد. برخورد عناصر گاز آشفته باعث گرم شدن مناطق فشرده شده می شود که خیلی سریعتر از گسترش مجدد آنها خنک می شوند. اگر زمان سقوط آزاد منطقه متراکم و خنک کمتر از زمان انسجام کل ابر باشد ، در طی آن ماده به طور کامل در درون آن توزیع می شود ، در این صورت یک ستاره می تواند تشکیل شود. تولید ستارگان از این طریق ، با تجمع بعدی برای تشکیل ستارگان پرجرمتر ، سرعت چرخش را برای طبقات مختلف ستاره ها مشابه آنچه مشاهده می شود ، می دهد. علاوه بر این ، سرعت تشکیل ستاره و تغییر در توده های ستاره های تشکیل شده با زمان با مشاهدات خوشه های جوان موافق است. شاخص جرم پیش بینی شده ستارگان ، که توزیع جرم ستاره ای را می دهد ، نیز با مشاهده موافقت می کند.

برخورد سیاره ای و سیارات زمینی

CT اصلی سیاره هایی را تشکیل می دهد که از مواد سرد تشکیل شده اند ، در مدارهای تقریباً هم سطح از ابعاد مناسب و همراه با ماهواره های طبیعی. با این حال ، مدل اصلی مشکلاتی داشت. دورمند و وولفسون (1971) گزارش دادند كه طبق مدل آنها ، سیارات زمینی باید بسیار نزدیك به خورشید باشند و بنابراین مختل شده باشند.

اولین محاسبات چرخشی مداری توسط دورمند و وولفسون (1974) دو بعدی بود اما بعداً آنها یک سناریوی سه بعدی را بررسی کردند. آنها ، همانطور که انتظار می رفت ، تمایلات مداری را کاهش می دهند اما رفتارهای مداری غیر منتظره دیگری نیز دارند. به دلیل تأثیر گرانشی محیط ، مدارهای خارج از مرکز به طرز پیچیده ای پیش می روند. مدارهای متمایل اصلی در فضا تلاقی نمی یابند اما به دلیل تقدم دیفرانسیل ، جفت مدارها گهگاه با هم تلاقی می کنند. فعل و انفعالات قوی ممکن است در صورت رسیدن سیارات نزدیک به نقطه تلاقی رخ دهد. تعامل بین جزر و مدی پروتو اورانوس و از نخستین مشتری قبلا توضیح شد، اما ی Dormand و Woolfson (1977)فعل و انفعالات بسیار قویتر را در نظر گرفت که در آن یکی از سیارات از منظومه شمسی خارج می شود یا در آنجا برخورد مستقیم وجود دارد. محاسبات مستقیم نشان داد که زمان مشخصه برای فعل و انفعالات قوی مشابه زمان دور زدن مداری است.

دورمند و وولفسون با شش سیاره بزرگ سیستم اولیه ای را به كار گرفتند ، چهار سیاره فعلی به علاوه دو سیاره دیگر با A و B در جدول 1 مشخص می شوند . ویژگی های A و B حدس و گمان است اما نتیجه گیری که در پی می آید نسبت به پارامترهای انتخاب شده حساس نیست

سیارات در منظومه شمسی اولیه بر اساس نظریه Capture

دورماند و وولفسون (1977) تصادف بین سیاره های A و B را مدل سازی كردند و نشان دادند كه A می تواند از منظومه شمسی اخراج شود در حالی كه B به دو قسمت بریده می شود كه باید به مدارهای فعلی زمین و ناهید تبدیل شود. بزرگترین سیارات زمینی به عنوان دو بقایای غیر فرار سیاره اصلی مختل تفسیر شدند.

نتایج احتمالی برای ماهواره های سیاره ای این بود که آنها می توانند از منظومه شمسی خارج شوند ، به مدارهای مستقل هلیوسنتری بروند ، یا توسط یک یا سایر قطعات B حفظ شوند یا اسیر شوند. بنابراین ، در یک مدل محاسباتی ، قطعه زمین یک ماهواره از A را به مدار بسیار پایدار با خروج از مرکز 0.4 تبدیل کرد. دستگیری به راحتی در حضور اجساد دیگری که انرژی را از سیستم ماهواره زمین (ماه) حذف می کردند ، رخ داد.

ماه ، مریخ و عطارد

این سناریو ویژگی عجیب و غریب ماه را توضیح می دهد. قسمت دور ماه فاقد ویژگی های مادیان بزرگی است که از ویژگی های سمت نزدیک است. از آنجا که ارتفاع سنجی از مدارهای ماه وجود حوضه های بزرگ در سمت دور را نشان می دهد ، نتیجه معمولاً پذیرفته شده و معقول این است که پوسته جامد از طرف دور ضخیم تر است به طوری که ماگما قادر به رسیدن به سطح نیست. توضیحات پیچیده در مورد این پیشرفته بوده و در عین حال اثرات جزر و مدی ساده باید منجر به پوسته ضخیم تری در سمت نزدیک شود. برخورد سیاره ای یک توضیح ساده است. آوارهای تصادف که با بیش از 100 کیلومتر مربع حرکت می کردند ، می توانستند ماهواره ها را بمباران کرده و سطح آنها را فرسوده کنند. ضخامت چند ده کیلومتری سطح اصلی ماه را می توان از این طریق حذف کرد – اما فقط از نیمکره رو به سیاره.

سیاره های پروتوپلنت A و B دارای پریلیای کوچک و به دلیل وجود نیروهای جزر و مدی خورشیدی بزرگ ، خانواده ماهواره های بزرگ هستند. یک مبدا ماهواره ای برای مریخ عدم تقارن نیم کره ای آن را توضیح می دهد. ویژگیهای سطح مریخ و ارتباط آنها با محور چرخش آن توسط کانل و وولفسون (1983) که تکامل غنی از آب اولیه آن سیاره را نیز در نظر گرفتند ، توضیح داده شد . عطارد نیز می تواند یک ماهواره فرار باشد ، در اصل جرمی مشابه مریخ دارد اما چنان ساییده می شود که سطح آن کاملاً اصلاح می شود و با تراکم بالا باقی می ماند (وولفسون 2000).

بدن های کوچکتر

مدل CT ماهواره های بزرگ را برای سیارات خارجی پیش بینی نمی کند. ماهواره بزرگ نپتون ، تریتون ، نیز در مدار برگشتی آن غیر عادی است. وولفسون (1999) یک مدل محاسباتی را توصیف کرد که در آن تریتون یک ماهواره فرار شده از برخورد بود. این برخورد با یک ماهواره منظم نپتون ، پلوتو ، که مانند مدار فعلی خود در حالی که تریتون توسط نپتون دستگیر شده بود ، به مدار نیمه مرکزی منتقل شد. این برخورد بخشی از پلوتو را برید تا ماهواره آن ، شارون را به دست آورد.

بقایای حاصل از برخورد سیاره ای بیشترین غلظت را در قسمت داخلی سیستم داشته اند. مواد فرار از سطح نزدیک سیارات در حال برخورد به دورترین فاصله ممکن بوده و در تعامل با سیارات اولیه در نزدیکی آفلیا از مدارهای بیضوی اصلی خود ، یک مخزن دنباله دار فراتر از منطقه سیاره فعلی فراهم کرده است. اعضای بزرگتر این مخزن اجسام کمربند کوئیپر را تشکیل می دهند. برخی دیگر که با عبور ناگهانی ستاره ها یا ابرهای مولکولی غول پیکر آشفته می شوند ، ابر اورت را تشکیل می دهند. اغتشاشات اکنون ستاره های دنباله دار ابر Oort را از بین می برد و آنها را از مخزن داخلی دوباره پر می کند.

باقی مانده در نزدیکی بمباران شدید سنگین در منظومه شمسی است که شواهد زیادی در مورد آن وجود دارد. آن اجسامی که در مدارهای “ایمن” بودند امروزه به عنوان سیارک یا ماهواره های نامنظم دستگیر شده باقی مانده اند.

ناهنجاری های ایزوتوپی در شهاب سنگ ها

مدل های برخورد سیاره ای (Woolfson 2000) دمای رابط برخورد بیش از 3 × 10 ⁶ K را نشان می دهد. با دامنه گسترده ای از درجه حرارت موجود ، مقدار زیادی مواد مذاب و بخار شده وجود دارد که توضیح می دهد تشکیل کندرول و خنک شدن سریع به به مجموعه های معدنی غیر تعادل داده شده در داخل چندقلوها بدهید. ناهنجاری های ایزوتوپی جالبی در شهاب سنگ ها وجود دارد از جمله موارد مهم برای اکسیژن ، منیزیم ، نئون ، سیلیکون ، کربن و ازت. یک ناهنجاری جذاب در برخی از شهاب سنگ ها neon-E است ، تقریباً ²² Ne خالص ، فرض می شود محصول دختر ²² Na با نیمه عمر 2.6 سال باشد. این ایزوتوپ سدیم توسط نوکلئوسنتز تولید شده و در عرض چند سال در یک سنگ سرد گیر افتاده است.

بیشتر توضیحات مربوط به ناهنجاری های ایزوتوپی به صورت جداگانه و بصورت موقت با آنها سروکار دارد. مقدار بیش از حد ¹⁶ درجه سانتیگراد در بعضی از شهاب سنگها به شکل گیری از ¹² درجه سانتیگراد در بعضی از مناطق دور کهکشان نسبت داده می شود ، سپس در دانه ها به منظومه شمسی منتقل می شود و سپس با اکسیژن طبیعی مبادله می شود.

یک ناهنجاری گسترده در منظومه شمسی نسبت D / H است – 2 × 10 ^-5 برای مشتری ، 1.6 × 10 ^-4 برای زمین ، چند برابر مقدار زمین برای برخی شهاب سنگ ها و 100 برابر ارزش زمین در ونوس. مایکل (1990) نشان داد که تکامل اولیه سیارات اولیه با جرم میانی می تواند منجر به از دست دادن افتراقی D و H و نسبت D / H به اندازه ونوس شود. نتیجه هولدن و وولفسون (1995) از نظر کمی برخورد یک سیاره با چنین نسبت D / H بالا مورد بررسی قرار گرفت . دمای تحریک کننده 3 × 10 ⁶K یک زنجیره واکنش هسته ای به راه می اندازد که در ابتدا D را شامل می شود اما بعداً با افزایش دما هسته های دیگر را درگیر می کند. تمام ناهنجاری های ایزوتوپی ذکر شده در بالا را می توان به عنوان مخلوطی از مواد فرآوری شده و فرآوری نشده توضیح داد. نیازی به توضیحات موقت نیست . به عنوان مثال، شکل 8 نشان می دهد تغییرات غلظت ایزوتوپهای اکسیژن (و ¹⁷ F و ¹⁸ F است که به سرعت به فروپاشی ¹⁷ O و ¹⁸ O) با درجه حرارت در طول واکنش های هسته ای. در 85 × 10 ⁸ K سیستم منفجر می شود ، منطقه برخورد منبسط می شود و سرد می شود و واکنش ها عملاً متوقف می شوند. محتوای اکسیژن مواد فرآوری شده تقریباً خالص است ¹⁶ای مخلوط کردن آن با مواد پردازش نشده ناهنجاری را توضیح می دهد.

نظریه مدرن لاپلاس

نظریه سحابی خورشیدی به وضوح به مدل اصلی لاپلاس مربوط می شود اما تئوری مدرن لاپلاس ( Prentice 1974 ) سناریو لاپلاس را با دقت بیشتری دنبال می کند.

برای حل مسئله آفتابی که به آرامی می چرخد ​​، پرنتیس از پیشنهادی رددیش و ویکراماسینگ (1969) پیروی کرد و تصور کرد که خورشید از دانه های هیدروژن مولکولی جامد ته نشین شده در ابر خنک و متراکمی که به شدت به هم پیوسته اند تشکیل شده است. انرژی گرانشی فروپاشی دانه ها را بخار کرده و ابری هیدروژن به شعاع 10 ^{4 می دهد}R⊙ با هسته متراکم تشکیل شده توسط دانه های CNO با سرعت بیشتر. در زمانی که شعاع ابر برابر با مدار نپتون بود ، مواد مرزی در مدار آزاد قرار داشت. در این مرحله Prentice استرس متلاطمی را وارد کرد. تلاطم مافوق صوت در ابر تغییرات چگالی ایجاد کرد و مناطق کم تراکم با اثرات شناوری به شکل عناصر شبه سوزنی به بیرون از سطح زمین رانده شدند. حرکت به سمت بیرون سریعتر اما حرکت به سمت داخلی کندتر بوده و در منطقه سطح تراکم بیشتری ایجاد می کند ( شکل 9 ). Prentice نشان داد که هر از گاهی در خط استوا ابر ناپایداری رخ می دهد تا مواد در صفحه استوایی به شکل حلقه از بین برود ، همانطور که لاپلاس فرض می کند. تمام حلقه ها جرمی مشابه داشتند ، حدود 10 ³ متر⊙ ، با کاهش دما با افزایش شعاع حلقه. Prentice فرض کرد که چندین حلقه در مدار عطارد بخار شده اند ، برای یک حلقه زمینی باید دانه های سیلیکات و فلز با جرم کل 4 M been وجود داشته باشد و در مناطق عمده سیاره دانه های یخ اضافی وجود داشته باشد که دارای یک توده حلقه کل از 11–13 م.

عناصر سوزن مانند به دلیل تلاطم مافوق صوت. مواد در منطقه سایه دار به آرامی به سطح proto-Sun برمی گردند.

Prentice تحلیلی ارائه داد که در آن مواد جامد به سمت محور هر حلقه می افتند و سپس گرد هم می آیند و یک سیاره یا هسته سیاره ای واحد را تشکیل می دهند. در منطقه اصلی سیاره هسته ها به اندازه کافی عظیم هستند که بتوانند گاز را دفع کنند. در حالی که این گاز منقبض شد ، یک نسخه مقیاس کوچکتر از فرآیند ، از جمله تلاطم مافوق صوت ، برای تولید سیستم های سیاره ای گرفته شد.

این نظریه به مراتب پیچیده ترین نظریه های فعلی است اما علی رغم توجه به جزئیات دقیق سیستم ، اشکالات شدیدی دارد. چندین حلقه در عطارد دارای تکانه زاویه ای چند صد برابر خورشید بودند تا در خورشید قرار نگیرند. می توان نشان داد که حلقه ها پایدار نبوده و طول عمر آنها بسیار کمتر از زمان مورد نیاز برای جمع شدن مواد درون آنها بود. فرایندی که مواد به سمت محور حلقه می افتند ، بر اساس مکانیکی کاملاً مشکوک است که به اجسام جامد کاملاً بزرگ احتیاج دارد تا به شدت با یک گاز بسیار پراکنده مرتبط شوند. سرانجام ، سیستم تولید شده توسط این مدل کاملا همسطح است و نمی تواند شیب محور چرخش خورشیدی را توضیح دهد.

نتیجه

الگوی فعلی ، SNT ، هنوز در توضیح ساختار منظومه شمسی در سطح بسیار اساسی موفق نبوده است. مشاهده اینکه ستاره های جوان با دیسک های گرد و غبار همراه هستند لزوما اعتبار SNT را تأیید نمی کند زیرا پیش بینی می کند و به یک دیسک بستگی دارد. در واقع ، پیش بینی فرایند ستاره سازی دشوار است که مواد اضافی دیسک را تشکیل ندهد. مهم دیسک نیست بلکه این سیاره است یا نه. با این وجود همه مشاهدات از نظر SNT تفسیر می شوند. به عنوان مثال ، مفهوم سحابی به طور طبیعی نشان می دهد که ایزوتوپ های رادیواکتیو به طور یکنواخت در منظومه شمسی اولیه توزیع شده اند. از این رو ، با جستجوی محصولات دختر فروپاشی خاص در انواع مختلف اشیا one می توان زمان های نسبی را برای زمانی که به سیستم بسته تبدیل می شوند بدست آورد. زمان بندی های بدست آمده گیج کننده و متناقض هستند – اگرچه اندازه گیری ها از کیفیت خوبی برخوردار هستند. انطباق برتری حکمفرماست و تمایلی وجود ندارد که ممکن است SNT معتبر نباشد. یک رویکرد مثمر ثمرتر این است که بفهمیم آزمایشات و مشاهدات به جای تلاش برای مجبور کردن آنها به یک کت تنگ نظری ، نشانگر چیست. به نقل از ریچارد فاینمن: «آزمون همه دانش آزمایش است. آزمایش تنها قاضی “حقیقت” علمی است. ” این امر برای جهانشناسی که “آزمایش” معمولاً مشاهده می شود قابل اجرا است. یک رویکرد مثمر ثمرتر این است که بفهمیم آزمایشها و مشاهدات به جای تلاش برای مجبور کردن آنها به یک کت تنگ نظری ، چه چیزی را نشان می دهد. به نقل از ریچارد فاینمن: «آزمون همه دانش آزمایش است. آزمایش تنها قاضی “حقیقت” علمی است. ” این امر برای جهانشناسی که “آزمایش” معمولاً مشاهده می شود قابل اجرا است. یک رویکرد مثمر ثمرتر این است که بفهمیم آزمایشها و مشاهدات به جای تلاش برای مجبور کردن آنها به یک کت تنگ نظری ، چه چیزی را نشان می دهد. به نقل از ریچارد فاینمن: «آزمون همه دانش آزمایش است. آزمایش تنها قاضی “حقیقت” علمی است. ” این امر در جهانشناسی که “آزمایش” معمولاً مشاهده می شود قابل اجرا است.

در مقابل ، CT یک مدل منسجم از خود منسجم را ارائه می دهد که در آن وقایع منفرد بسیاری از مشاهدات را توضیح می دهند و وقایع در توالی های مرتبط با علت رخ می دهد. شکل 10 نمودار جریان شماتیک CT را نشان می دهد که شامل برخورد سیاره ای است. توضیحاتی در مورد همه موارد به جز یکی از 20 ویژگی که قبلاً در این مقاله به آنها اشاره شد – وجود سیستمهای سیاره ای دیگر – بیان شده است. به نظر می رسد که فعل و انفعالات CT احتمالاً در یک خوشه ستاره ای در حال تکامل معمول است. اخیراً بحثهای زیادی در مورد مرحله جاسازی شده در تکامل یک خوشه کهکشانی (Gaidos 1995) وجود دارد که تراکم ستاره ای می تواند از نظر مرتبه 10 ⁵ pc- ^{3 باشد.}. کارهای اخیر ، هنوز منتشر نشده است ، نه تنها واقع بینانه از شکل گیری سیاره با جزئیات بسیار مدل سازی کرده است ، و شکل گیری سیستم های تک سیاره یا چند سیاره را نشان می دهد ، بلکه همچنین نشان می دهد که فرکانس پیش بینی شده سیستم های سیاره ای با مشاهدات اخیر مطابقت دارد.

نویسنده :رضی

منابع

جلد 112 (ص 273-282)کامرون AGW. درموت SF. منشأ منظومه شمسی، 1978وایلیچیچستر(ص 49-74)

جلد A340 (ص 349-365)دورمند JR،  وولفسون مادر. دوشنبه نه R. Astr جامعه، 1977،

جلد 114 (ص 258-268)هولدن پ،  وولفسون مادر. زمین ، ماه و سیارات، 1995، جلد 69 (ص 201-236)شلوار جین JH. دوشنبه نه R. Astr جامعه، 1917، جلد 77 (ص 186-199)

جلد 89 (ص 636-641)دو لاپلاس PS. Expos du Système du Monde، 1796پاریسImprimerie Cercle-Social

جلد 168 (ص 603-637)لایتلتون RA. دوشنبه نه R. Astr جامعه، 1960، جلد 121 (ص 551-569)ل

جلد 122 (ص 399-407)مک کریا چه کسی. ، جلد 256 (ص 245-266)مک کریا چه کسی. رنکورن SK. فیزیک سیارات، سال 1988وایلیچیچستر(ص 421-439)