Miten aurinkokunnan planeetat syntyivät? Johtava teoria on jotain, joka tunnetaan nimellä 'protoplaneettahypoteesi', joka pohjimmiltaan sanoo, että hyvin pienet esineet tarttuivat toisiinsa ja kasvoivat yhä isommiksi - riittävän suuriksi muodostamaan jopa kaasujättiläisiä, kuten Jupiterin.
Mutta miten ihmeessä se tapahtui? Tarkemmat tiedot alla.
Auringon synnyttäminen
Noin 4,6 miljardia vuotta sitten, kuten teoria sanoo, nykypäivän aurinkokunnan sijainti ei ollut muuta kuin irtonainen kaasu- ja pölykokoelma - mitä kutsumme sumuksi. (Orionin sumu on yksi kuuluisimmista esimerkeistä, joita voit nähdä yötaivaalla.)
Orionin sumu. Kuvan luotto: Vasco Soeiro
Sitten tapahtui jotain, joka laukaisi paineen muutoksen pilven keskustassa, tutkijat sanovat. Ehkä se oli lähellä räjähtävä supernova tai ohi kulkeva tähti, joka muutti painovoimaa. Muutoksesta riippumatta pilvi kuitenkin romahti ja loi materiaalilevyn, mukaan NASA .
Tämän kiekon keskellä havaittiin voimakas paineen nousu, joka lopulta oli niin voimakas, että pilvessä löyhästi kelluvat vetyatomit alkoivat joutua kosketuksiin. Lopulta ne fuusioituivat ja tuottivat heliumia, mikä käynnisti Auringon muodostumisen.
Aurinko oli nälkäinen nuori – se söi 99 % siitä, mitä ympärillä pyörii, NASA kertoo – mutta tämä jätti silti 1 % levystä käytettäväksi muihin asioihin. Ja tästä planeetan muodostuminen alkoi.
Nämä kuvat ovat ensimmäisiä, jotka on otettu Spitzerin lämpimän tehtävän aikana - uusi vaihe, joka alkoi sen jälkeen, kun yli viisi ja puoli vuotta toimineen kaukoputken nestemäinen jäähdytysneste loppui. Niissä näkyy tähtienmuodostusalue (DR22 Cygnusissa), DR22, Cygnus the Swan tähdistössä. Kiitos: NASA / JPL-Caltech
Kaaoksen aika
Aurinkokunta oli tähän aikaan todella sotkuinen paikka, jossa leijui kaasua, pölyä ja roskia. Mutta planeettojen muodostuminen näyttää tapahtuneen suhteellisen nopeasti. Pienet pöly- ja kaasupalat alkoivat kasautua yhteen. Nuori aurinko työnsi suuren osan kaasusta aurinkokunnan ulompaan osaan, ja sen lämpö haihdutti lähellä olevan jään.
Ajan myötä tämä jätti kallioisemmat planeetat lähemmäksi aurinkoa ja kaasujättiläiset, jotka olivat kauempana. Mutta noin neljä miljardia vuotta sitten tapahtuma, jota kutsuttiin 'myöhäiseksi raskaaksi pommitukseksi', johti pieniin ruumiisiin, jotka heittivät aurinkokunnan suurempia jäseniä. Me melkein menetimme Maan, kun Marsin kokoinen esine törmäsi siihen teorian mukaan.
Syytä tähän tutkitaan edelleen, mutta jotkut tutkijat uskovat sen olevan koska kaasujättiläiset liikkuivat ja häiritsevät pienempiä kappaleita aurinkokunnan reunalla. Joka tapauksessa, yksinkertaisesti sanottuna, protoplaneettojen (muodostuksessa olevien planeettojen) kasautuminen yhteen muodosti lopulta planeetat.
Taiteilijan vaikutelma Marsin kokoisesta esineestä, joka törmäsi maahan ja käynnistää prosessin, joka lopulta loi Kuumme. Luotto: Joe Tucciarone
Voimme edelleen nähdä tämän prosessin jäämiä kaikkialla aurinkokunnassa. Marsin ja Jupiterin välillä on asteroidivyöhyke, joka olisi ehkä sulautunut planeetalle, jos Jupiterin painovoima ei olisi ollut niin vahva. Ja meillä on myös komeettoja ja asteroideja, joita joskus kutsutaan aurinkokuntamme 'rakennuspalikoksi'.
Olemme kuvanneet yksityiskohtaisesti, mitä omassa aurinkokunnassamme tapahtui, mutta tärkeä asia on, että monet näistä prosesseista toimivat muissa paikoissa. Joten kun puhumme eksoplaneettajärjestelmistä - aurinkokuntamme ulkopuolella olevista planeetoista - uskotaan, että samanlainen tapahtumasarja tapahtui. Mutta kuinka samanlaista on vielä opittu.
Asian tekeminen
Yksi suuri haaste tälle teorialle on tietysti se, että kukaan (jonka tiedämme!) ei ollut tallentanut aurinkokunnan varhaista historiaa. Tämä johtuu siitä, että maapalloa ei ollut edes muodostunut vielä, joten minkään elämän – saati älykkään elämän – oli mahdotonta seurata, mitä ympärillämme oleville planeetoille tapahtui.
Taiteilijan mielikuva aurinkosumusta. Kuvan luotto: NASA
Tähtitieteilijät voivat kiertää tämän ongelman kahdella päätavalla. Ensimmäinen on yksinkertainen havainto. Käyttämällä tehokkaita teleskooppeja, kuten Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), tähtitieteilijät voivat itse asiassa tarkkailla pölyisiä kiekkoja nuorten planeettojen ympärillä. Meillä on siis lukuisia esimerkkejä tähdistä, joiden ympärille syntyy planeettoja.
Toinen on mallintamisen käyttö. Testatakseen havainnointihypoteesiaan tähtitieteilijät suorittavat tietokonemallinnuksia nähdäkseen, toimivatko ideat (matemaattisesti sanottuna). Usein he yrittävät käyttää erilaisia olosuhteita simulaation aikana, kuten ehkä ohimenevää tähteä, joka laukaisee muutoksia pölypilvessä. Jos malli pitää paikkansa useiden ajojen jälkeen ja useissa olosuhteissa, se on todennäköisemmin totta.
Se sanoi, että joitakin komplikaatioita on edelleen. Emme voi vielä käyttää mallintamista ennustaaksemme tarkasti, kuinka aurinkokunnan planeetat päätyivät sinne, missä ne olivat. Lisäksi aurinkokuntamme on melko sotkuinen paikka, jossa on sellaisia ilmiöitä kuin asteroidit ja kuut.
Tämä yksittäisistä tutkakuvista luotu animaatio näyttää selvästi vuoden 2004 BL86:n karkeat ääriviivat ja sen vasta löydetyn kuun. Kiitos: NASA/JPL-Caltech
Ja meidän on ymmärrettävä paremmin ulkoiset tekijät, jotka voivat vaikuttaa planeettojen muodostumiseen, kuten supernovat (vanhojen, massiivisten tähtien räjähdykset.) Mutta protoplaneetan hypoteesi on paras, mitä meillä on - ainakin toistaiseksi.
Olemme kirjoittaneet monia artikkeleita protoplaneetan hypoteesista Universe Todaylle. Tässä artikkeli aiheesta miten aurinkokunta syntyi , ja tässä on artikkeli aiheesta protoplaneetat . Olemme myös nauhoittaneet sarjan Astronomy Cast -jaksoja jokaisesta aurinkokunnan planeetosta. Aloita tästä, Jakso 49: Mercury .