Forskere sier ofte at alt kan skje i et uendelig stort univers. Observasjoner, beregninger og simuleringer viser imidlertid at planene i stjernersystemer alltid kretser rundt en stjerne i samme plan og i samme retning. Vi finner ut hvorfor dette skjer.
Orden regjerer i solsystemet: fire indre planeter, et asteroidebelte og fire gassgiganter kretser rundt solen i samme plan. Og selv om du går over disse grensene, viser det seg at Kuiper-beltet også er i dette planet. Med tanke på at solen er sfærisk og stjerner vises i rommet, rundt hvilke planetene dreier seg i en hvilken som helst retning, virker det at alt i systemet vårt er ordnet på denne måten, for mye av en tilfeldighet. Videre har vi observert at i nesten alle stjernersystemer, planene stiller opp på samme måte. La oss prøve å finne ut hva dette er forbundet med.
Til dags dato har forskere beregnet banene i planetene med utrolig nøyaktighet. De fant ut at himmellegemer kretser rundt solen i det samme todimensjonale planet med en forskjell på ikke mer enn 7 °.
Dessuten, hvis du fjerner fra denne ligningen Merkur - planeten nærmest solen - vil det merkes hvor sant alt annet er ordnet i forhold til hverandre: avvik fra solsystemets konstante plan er ikke mer enn to grader.
De åtte planetene i solsystemet kretser rundt solen i et nesten identisk plan - et uforanderlig plan. Dette er typisk for kjente stjernesystemer / Joseph Boyle.
I tillegg kretser planetene rundt solen i samme retning som den roterer rundt aksen. Som du kanskje har gjettet, ligger også Solens rotasjonsakse innenfor 7 ° fra avvik sammenlignet med banene til alle planetene i systemet.
Likevel er det vanskelig å forestille seg at alt viste seg på denne måten av seg selv, og ikke noen utenfra presset alle kroppene i ett system og fikk dem til å bevege seg i ett plan. Intuitivt kan man anta at banene bør orienteres tilfeldig, siden tyngdekraften fungerer på samme måte i alle tre (romlige) dimensjoner. Det er også mer sannsynlig å anta dannelsen av en sverm av utklipp av materie enn et ordnet sett med ideelle sirkler. Faktum er at hvis du beveger deg veldig langt fra solen - lenger enn planeter og asteroider, lenger fra Halleys komet og lignende, til og med går utover Kuiper-beltet - er dette akkurat hva du vil se.
Så hvorfor havnet planetene på den samme disken? Hvorfor er de alle plassert i det samme flyet, og flyr ikke tilfeldig rundt stjernen? For å forstå dette, må du gå tilbake til tiden da solen akkurat begynte å danne seg fra en av de molekylære gassskyene som alle stjerner i universet er dannet fra.
Salgsfremmende video:
En stor molekylær sky, som er rikelig i Melkeveien og andre galakser i den lokale gruppen, vil ofte sprekke, kollapse og skape nye, massive stjerner over tid / Yuri Beletsky / Las Campanas Observatory / Carnegie Institution for Science / J Alves / M. Lombardi / CJ Lada.
Når en molekylær sky blir massiv nok, gravitasjonsbundet og kald nok til å kollapse og kollapse under sin egen tyngdekraft - som Tube-tåken (øverst til venstre) - danner den tette nok regioner der nye stjerneklynger vises (indikert av sirkler i bildet, i øverste høyre hjørne).
Du vil med en gang legge merke til at denne tåken, som alle som ligner den, ikke har en ideell sfærisk form, den er ganske uvanlig lang. Tyngdekraften tolererer ikke ufullkommenheter, og på grunn av det faktum at det er en treghetskraft som firedobler seg med hver nedgang i avstanden til en massiv gjenstand med halvparten, oppfatter den til og med små forskjeller i den opprinnelige formen og forbedrer dem på kort tid.
Resultatet er en stjernedannende tåke med en asymmetrisk form: stjerner i den dannes i regioner med høyeste gasstetthet. Men hvis vi ser inne i den og ser på enkeltstjerner, vil vi se at de er nærmest ideelle sfærer - som solen.
Etter hvert som selve nebulaen ble asymmetrisk, ble de individuelle stjernene som dannet seg i den dannet av super tette asymmetriske klumper. Disse klumpene kollapser i en av tre dimensjoner, og siden stoffet vi er sammensatt av, atomer, atomkjerner og elektroner, tiltrekkes av seg selv og samhandler når de kolliderer med et annet stoff, blir resultatet en avlang skive av materie. Ja, tyngdekraften vil trekke det meste av det mot midten av disken der stjernen vil danne seg, men det forskere kaller en protoplanetær disk vil dannes rundt den. Og takket være Hubble-romteleskopet kunne vi se disse platene direkte.
Dette er den første typen antydning som indikerer at sluttresultatet er noe som er ordnet i ett plan. For å gå videre til neste trinn, må vi gå til simuleringer, siden vi ikke har eksistert lenge nok og rett og slett ikke har hatt tid til å observere dette fenomenet - og det tar omtrent en million år - i et ungt stjernesystem.
Etter at den protoplanetære disken er "flatet" i en dimensjon, vil den fortsette å krympe med mer og mer materie inn i sentrum. Men til tross for at det meste av materialet vil være konsentrert i det, vil en stor del av gassen og støvet frigjøres til stabile roterende baner på denne disken.
I følge simuleringer krymper asymmetriske klumper av materie først inn i en dimensjon og begynner deretter å rotere. Det er i dette planet planetene dannes / C. Burrows / J. Krist / K. Stabelfeldt / NASA.
Hvorfor? Det er en fysisk mengde som må bevares: vinkelmoment, som forteller oss hvor mye hele systemet roterer - gass, støv, en stjerne og alt annet. Måten vinkelmomentet fungerer på og hvordan den er likt fordelt mellom alle partiklene i systemet, indikerer faktisk at alt på disken skal bevege seg grovt sett i en retning - med urviseren eller mot klokken. Over tid vil denne disken oppnå stabil størrelse og tetthet, og da vil små gravitasjonsinstabiliteter begynne å gjøre disse ustabilitetene til planeter.
Selvfølgelig er det små forskjeller mellom delene av platen, så vel som små forskjeller i de opprinnelige forholdene. En stjerne som dannes i sentrum er ikke et eneste punkt, men snarere et utvidet objekt - omtrent en million kilometer i diameter. Når du legger alle disse delene sammen, vil du ikke få et ideelt fly, men noe veldig nært det vil komme ut. Faktisk har vi nylig funnet det første planetariske systemet utenfor solen, der vi var i stand til å observere dannelsen av unge planeter i samme plan.
En protoplanetær disk rundt den unge stjernen HL Taurus. Hull på platen indikerer tilstedeværelsen av nye planeter / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.
Den unge stjernen HL Taurus, som ligger omtrent 450 lysår fra Jorden, er omgitt av en protoplanetær disk. Stjernen i seg selv anslås å være omtrent en million år gammel. Det er klart dette er en disk, der alt er i samme plan, men det er mørke "pauser" i den. Hver av disse pausene tilsvarer en ung planet som har tiltrukket seg all materie i nærheten. Det er foreløpig ikke kjent hvem av dem som til slutt vil forene seg, som blir kastet ut av disken, og som vil bevege seg inni den og bli absorbert av forelderstjernen. I mellomtiden hadde vi muligheten til å observere et vendepunkt i utviklingen av et ungt stjernersystem. Og selv om tidligere forskere var i stand til å observere unge planeter, var det ikke mulig å studere dette stadiet. Alle stadier av dannelsen av et stjernesystem er fantastiske og tilsvarer den samme historien.
Men hvorfor er planetene i samme fly? Fordi de er dannet fra en asymmetrisk gasssky, som først kollapser i korteste retning, deretter "flater" og "fester seg" til seg selv, og deretter trekker seg sammen mot sentrum. Men i stedet for å falle på ham, begynner det å dreie seg om ham. Som et resultat blir planeter dannet av inhomogeniteter i denne unge disken, som fortsetter å rotere i samme plan med en forskjell på flere grader.
Dette er et av de tilfellene der observasjoner og simuleringer basert på teoretiske beregninger overraskende stemmer overens med hverandre. Så uansett hvor du er i universet, vil planeter rundt noen stjerner alltid rotere i det samme planet.
Vladimir Guillen
