Planetų genezė

Į planetų formavimąsi ilgai buvo žiūrima kaip į grandiozinį vyksmą, kurio rezultatas žinomas iš anksto. Dar prieš dešimtmetį šiuos procesus tyrinėjantys mokslininkai savo teorijas turėjo grįsti vieninteliu pavyzdžiu – Saulės sistema. Dabar jie žino dešimtis pilnaverčių ir dešimtis naujai gimstančių sistemų, tarp kurių nerasime nė dviejų, panašių viena į kitą. Pasirodė, kad šie procesai yra stebėtinai chaotiški. O pagrindinėje planetų formavimosi teorijoje, pagrįstoje teiginiu, kad mažytės dalelės sulimpa tarpusavyje ir susirenka dujas, slypi daugelis painių ir sudėtingų dalykų.

BESIFORMUOJANTI PLANETA MILŽINĖ susirenka dujas iš disko, supančio naujagimę žvaigždę.

Douglas N. C. Lin

Kosmoso skalėje planetos – tai paprasčiausios atliekos, neturinčios jokios įtakos didingai Visatos plėtros istorijai. Tačiau jos yra labiausiai nevienalytė ir painiausia objektų klasė Visatoje. Jokie kiti dangaus kūnai nepasižymi tokia sudėtinga astronominių, geologinių ir cheminių bei biologinių procesų sąveika. Jokiose kitose kosmoso vietose nėra sąlygų, tinkamų mums žinomoms gyvybės formoms. Saulės sistemos objektų įvairovė mūsų beveik neparuošė praeito dešimtmečio atradimams, kai astronomai atrado daugiau nei 200 planetų.

Milžiniška šių kūnų masių, dydžių, sandaros ir orbitų įvairovė meta iššūkį visiems, siekiantiems perprasti jų prigimtį. Praeito amžiaus 8 dešimtmetyje, kai šio straipsnio autorius dar buvo studentas, mokslininkai buvo linkę manyti, kad planetų formavimasis yra tvarkingas deterministinis procesas, kuris, lyg konvejerio juosta, beformius dujų ir dulkių mišinio diskus paverčia mūsų Saulės sistemos kopijomis. Dabar suprantame, kad procesas yra chaotiškas, ir kad kiekvienoje sistemoje gaunamas vis kitoks rezultatas. Ten atsiradę pasauliai – tai besivaržančių kuriamųjų ir griaunamųjų procesų maišalynėje išlikę dangaus kūnai. Daugybė jų sudužo, buvo išsviesti į tarpžvaigždinę erdvę arba prasmego savo naujagimės žvaigždės liepsnose. Mūsų Žemė taip pat kadaise galėjo prarasti savo artimuosius, kurie dabar klajoja po tamsią tuštumą.

Norint tirti planetų formavimąsi reikalingos astrofizikos, planetologijos, statistinės mechanikos ir netiesinės dinamikos žinios. Bendrai galima sakyti, kad planetologai yra sukūrę dvi pagrindines teorijas. Nuoseklios akrecijos scenarijuje teigiama, kad mažytės dulkių dalelės telkiasi į sankaupas, o iš jų randasi kieti, kompaktiški uoliniai objektai. Pastarieji gali pritraukti milžiniškus dujų kiekius ir virsti dujinėmis planetomis milžinėmis, tokiomis kaip Jupiteris, arba, neturėdami dujų, tapti uolinėmis planetomis – kaip Žemė. Didžiausias šio scenarijaus trūkumas – tai, kad šis procesas yra lėtas, todėl dujos gali išsisklaidyti jam dar nesibaigus.

Alternatyvus – gravitacinio nestabilumo – scenarijus teigia, kad dujinės milžinės formuojasi staigiai skaidantis pirminiam dujų ir dulkių diskui. Procesas primena žvaigždėdarą, tik vyksta daug mažesniu masteliu. Ši hipotezė tebėra ginčytina, nes čia būtinos ypač nestabilios sąlygos, o jos gali ir nesusidaryti. Be to, astronomai nustatė, kad net sunkiausias planetas ir lengviausias žvaigždes skiria savotiška dykuma, t. y. neegzistuoja tarpinių masių kūnų. Tokia atskirtis reiškia, kad planetos – tai ne paprasčiausios mažos žvaigždės, o visai kitos prigimties objektai. Nors mokslininkų diskusijos dar galutinai nesibaigė, dauguma mano, kad nuoseklios akrecijos scenarijus yra labiau tikėtinas. Šiame straipsnyje jį išsamiau ir panagrinėsime.

Daugiau skaitykite birželio numeryje

   

Facebook komentarai