በፀሐይ ስርዓት ውስጥ የፕላኔቶች ምስረታ ንድፈ ሀሳብ
በፀሐይ ስርዓት ውስጥ የፕላኔቶች መፈጠር በዘመናዊው የስነ ፈለክ ጥናት ውስጥ ካሉት በጣም አስደናቂ ርዕሶች አንዱ ነው። በጠፈር ውስጥ ከሚታየው "ተራ" የጋዝ እና የአቧራ ደመና፣ ፀሐይ፣ ስምንት ፕላኔቶች፣ ሳተላይቶቻቸው፣ አስትሮይድ፣ ኮሜቶች እና ሌሎች የተለያዩ ትናንሽ አካላት ተወልደዋል። የሂደቱ አጠቃላይ ስዕል በሚገባ ቢታወቅም፣ ሳይንቲስቶች አሁንም ዝርዝሮቹን እያሻሻሉ ነው፡ ግዙፍ ፕላኔቶች እንዴት በፍጥነት ሊፈጠሩ እንደሚችሉ፣ በውስጣዊ እና በውጫዊ ፕላኔቶች መካከል ለምን ትልቅ ልዩነት እንዳለ እና የፕላኔቶች ምህዋር ለምን በአንጻራዊ ሁኔታ መደበኛ እንደሆነ። ይህ ጽሑፍ በፀሐይ ስርዓት ውስጥ ስለ ፕላኔቶች ምስረታ ዋና ዋና ንድፈ ሐሳቦች፣ ከሚደግፉት ደረጃዎች እና ማስረጃዎች ጋር ያብራራል።
1. የፀሐይ ኔቡላ፡ የመፈጠር መነሻ ነጥብ
በሰፊው ተቀባይነት ያለው ንድፈ ሐሳብ የፀሐይ ኔቡላር ቲዎሪ ነው። በዚህ ንድፈ ሐሳብ መሠረት፣ ከ4,6 ቢሊዮን ዓመታት በፊት የፀሐይ ሥርዓት የጀመረው ግዙፍ የሞለኪውላር ደመና ሆኖ ሲሆን፣ በከፊል የስበት ኃይል ወድቋል። የዚህ ውድቀት መንስኤዎች የተለያዩ ሊሆኑ ይችላሉ፤ ለምሳሌ በአቅራቢያው ካሉ ሱፐርኖቫዎች የሚመጡ የድንጋጤ ሞገዶች፣ በደመናዎች መካከል የሚፈጠሩ ግጭቶች ወይም በደመናዎች ውስጥ ያሉ ውስጣዊ አለመረጋጋት።
ደመናው ሲወድቅ፣ ልክ እንደ የበረዶ ተንሸራታች እጆቹን ወደ ውስጥ ሲያስገቡ በፍጥነት እንደሚሽከረከር ሁሉ፣ የማዕዘን ሞመንተም በመጠበቅ ምክንያት በፍጥነት መሽከርከር ጀመረ። በዚህም ምክንያት ቁሱ የፕሮቶፕላኔቶች ዲስክ መዋቅር ፈጠረ፡ ማዕከሉ ወደ ፕሮቶስታር (የፀሐይ ቅድመ-ዝግጅት) ተጨምቆ የቀረው ጋዝ እና አቧራ በዙሪያው ዲስክ ፈጠረ።
ይህ ደረጃ ወሳኝ ነው ምክንያቱም የፕሮቶፕላኔቶች ዲስኮች “የፕላኔቶች ፋብሪካዎች” ናቸው። ዘመናዊ የቴሌስኮፕ ምልከታዎች - እንደ ALMA - በሌሎች ወጣት ኮከቦች ዙሪያ እንኳን እንደዚህ ያሉ ዲስኮችን ያሳያሉ፣ ብዙውን ጊዜ እንደ ፕላኔቶች የመፍጠር ዱካዎች የሚተረጎሙ ክፍተቶች አሏቸው።
2. ኮንደንሴሽን እና የበረዶ መስመሮች፡- ፕላኔቶች ለምን ይለያያሉ?
በፕሮቶፕላኔተሪ ዲስክ ውስጥ፣ የሙቀት መጠኑ ከመሃል ርቀት ጋር ሲቀንስ ይቀንሳል። ይህም ወደ ጠጣርነት "ሊዋሃዱ" የሚችሉ የተለያዩ የቁሳቁሶች ውህድ ያስከትላል፡
- ወደ ፀሐይ ቅርብ (በሞቃት ሁኔታ)፣ እንደ ሲሊኬትና ብረት ያሉ ሙቀትን የሚቋቋሙ ቁሳቁሶች ብቻ በጠንካራ ቅርፅ ሊተርፉ ይችላሉ። ይህ የሆነው ድንጋያማ ፕላኔቶች፡ ሜርኩሪ፣ ቬኑስ፣ ምድር እና ማርስ እንዲወጡ ምክንያት ነው።
– ከዲስኩ መሃል ርቆ የሚገኘው የበረዶ መስመር የሚባል ክልል ሲሆን የሙቀት መጠኑ ውሃ፣ አሞኒያ እና ሚቴን እንዲቀዘቅዙ የሚያስችል ዝቅተኛ ነው። በረዶ የጠጣር ቁስ "ክምችት" በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል፣ ይህም የፕላኔቷ እምብርት በፍጥነት እና በትልቅነት እንዲያድግ ያስችለዋል። ይህ ከጁፒተር፣ ሳተርን፣ ዩራነስ እና ኔፕቱን መፈጠር ጋር የተያያዘ ነው።
የበረዶ መስመር ጽንሰ-ሀሳብ ግዙፍ ፕላኔቶች ለምን በውጫዊ ክልሎች ውስጥ እንደሚገኙ ለማብራራት ይረዳል፡- በጣም ብዙ መጠን ያለው ጠንካራ ቁሳቁስ የማግኘት እድል ስላላቸው ትላልቅ ኮሮችን መገንባት እና ከዚያም ከፍተኛ መጠን ያለው ጋዝ መያዝ ይችላሉ።
3. ከአቧራ ወደ ፕላኔቶች ሲማል፡ የምስረታ ሕጉ መጀመሪያ
የፕላኔቶች የመፈጠር ሂደት የሚጀምረው በኤሌክትሮስታቲክ ኃይሎች እና ረጋ ባሉ ግጭቶች ምክንያት እርስ በርስ በሚጣበቁ ጥቃቅን የአቧራ ቅንጣቶች ነው። እነዚህ ትናንሽ ቅንጣቶች ትላልቅ ክምችቶችን ይፈጥራሉ፣ በመጨረሻም የኮስሚክ "ጠጠር" ይሆናሉ።
ሆኖም ግን፣ “የሜትር መጠን መከላከያ” የሚባል ክላሲክ ፈተና አለ፡- በአንድ ሜትር ስፋት ያላቸው ነገሮች የጋዝ መቋቋም ያጋጥማቸዋል እና ትልቅ የመሆን እድል ከማግኘታቸው በፊት ወደ ፀሐይ ይወድቃሉ። ይህንን ለማሸነፍ፣ ዘመናዊ ሞዴሎች የሚከተሉትን ስልቶች ያቀርባሉ፡
– የዥረት አለመረጋጋት፣ ይህም ጥቅጥቅ ባሉ ክምችቶች ውስጥ ጠጠር እንዲከማች የሚያደርገው የፍሰት አለመረጋጋት ነው።
– የስበት ክምችት፣ የቁሳቁስ ክምችት በቂ በሆነ መጠን ሲጨምር በራሱ የስበት ኃይል ስር ይወድቃል።
የመጨረሻው ውጤት ፕላኔቶች ሲማል፣ እስከ መቶ ኪሎ ሜትር የሚደርሱ ጠንካራ ነገሮች መፈጠር ነው። ፕላኔቶች ሲማል የፕላኔቶች ዋና የግንባታ ብሎኮች ናቸው።
4. ክምችት እና ግጭት፡- የምድር ፕላኔቶችን መገንባት
ፕላኔቶች ሲሞሉ ከተፈጠረ በኋላ፣ የሚቀጥለው ሂደት አክክሬሽን ተብሎ ይጠራ ነበር፡ ፕላኔቶች ሲሞሎች እርስ በእርሳቸው ተጋጩና ተዋህደው፣ የፕላኔቶች ሽሎች (ፕሮቶፕላኔቶች) ፈጠሩ። በውስጠኛው ፕላኔቶች ውስጥ፣ ይህ ሂደት የተከሰተው በአስር ሚሊዮኖች ለሚቆጠሩ ዓመታት በተከታታይ በተከሰቱ ግዙፍ ግጭቶች ነው።
የምድር መፈጠር በርካታ ትላልቅ ተጽዕኖዎችን እንዳሳደረ ይታሰባል። በጣም ከሚታወቁት መላምቶች አንዱ ግዙፉ የኢምፓክት መላምት ሲሆን ጨረቃ የተፈጠረው በማርስ መጠን ያለ ነገር (ብዙውን ጊዜ ቴያ ተብሎ የሚጠራው) ከወጣት ምድር ጋር ሲጋጭ እንደሆነ ይገልጻል። ከዚያም ከተጽዕኖው የተገኘው ቁሳቁስ በመጨረሻ ወደ ጨረቃ የሚዋሃድ የፍርስራሽ ቀለበት ፈጠረ። ይህ መላምት በምድር እና በጨረቃ አለቶች መካከል ባለው የኢሶቶፒክ ቅንብር ውስጥ ባሉ አንዳንድ ተመሳሳይነቶች የተደገፈ ነው፣ ምንም እንኳን ዝርዝሮቹ አሁንም እየተጠኑ ቢሆንም።
የምድር ፕላኔቶች በመጨረሻ ልዩነት ነበራቸው፡ ከባድ ብረቶች ወደ ውስጥ ሰጥመው እምብርት ሲፈጠሩ፣ ሲሊክቶች ደግሞ ማንትልና ቅርፊት ፈጠሩ። ይህ ሂደት ዛሬ እንደምናያቸው የድንጋይ ፕላኔቶች ውስጣዊ መዋቅር አስገኝቷል።
5. ግዙፍ ፕላኔት ምስረታ፡ የኮር-አክሪሽን ሞዴል
ለጋዝ ግዙፍ ፕላኔቶች (ጁፒተር እና ሳተርን)፣ በጣም ታዋቂው ንድፈ ሐሳብ ዋናው የመክተሪያ ሞዴል ነው። ደረጃዎቹ የሚከተሉት ናቸው፡
1. ከበረዶው መስመር ባሻገር ጠንካራ የሆነ የበረዶ እና የድንጋይ እምብርት (ከ5-10 የምድር ክብደት) ይፈጥራል።
2. ይህ ኮር ከዲስክ ሃይድሮጂን እና ሂሊየም ጋዝ መሳብ ይጀምራል።
3. የጋዝ መጠኑ ሲጨምር የጋዝ መያዣ ሂደቱ ፈጣን ይሆናል (የሮጥ ክምችት)።
4. በጣም ወፍራም ከባቢ አየር ያለው ግዙፍ ፕላኔት ተፈጠረ።
የዚህ ንድፈ ሐሳብ ቁልፍ ጊዜ ነው። በወጣት ኮከቦች ዙሪያ ያሉት የጋዝ ዲስኮች ለረጅም ጊዜ አይቆዩም - ብዙውን ጊዜ ለጥቂት ሚሊዮን ዓመታት ብቻ። ስለዚህ የግዙፍ ፕላኔቶች እምብርት ጋዙ ከመበተኑ በፊት በፍጥነት መፈጠር አለበት። የ"ጠጠር ክምችት" ጽንሰ-ሀሳብ አስፈላጊ የሚሆነው እዚህ ላይ ነው፡ የጠጠር ክምችት የዋና መፈጠርን ሊያፋጥን ይችላል።
6. አማራጭ፡ የዲስክ አለመረጋጋት
የጋዝ ግዙፍ ፍጥረታት መፈጠርን በተመለከተ ሌላ ንድፈ ሐሳብም አለ፤ የዲስክ አለመረጋጋትም ይባላል። በዚህ ሞዴል፣ በተለይ ግዙፍ ዲስክ ያልተረጋጋ ሊሆንና በቀጥታ ወደ ትልቅ የጋዝ ክምችት ሊወድቅ ይችላል፣ ከዚያም ትልቅ ጠንካራ ኮር ሳያስፈልግ ግዙፍ ፕላኔት ይሆናል።
ይህ ሞዴል ከከዋክብት ርቀው ለሚፈጠሩ ግዙፍ ፕላኔቶች ወይም በጣም ትላልቅ ዲስኮች ባሉባቸው ስርዓቶች ውስጥ የበለጠ ተስማሚ ሊሆን ይችላል። ለፀሐይ ስርዓት፣ የኮር አክሰምሬሽን በአጠቃላይ የበለጠ ተገቢ እንደሆነ ይቆጠራል፣ ነገር ግን የዲስክ አለመረጋጋት በምርመራ ላይ ያለ አማራጭ ሆኖ ቀጥሏል፣ በተለይም በጋላክሲው ውስጥ ያሉትን የፕላኔቶች ስርዓቶች ልዩነት ለማብራራት።
7. የፕላኔቶች ፍልሰት፡- ፕላኔቶች ሁልጊዜ "በሚኖሩበት" ቦታ ላይሆኑ ይችላሉ።
ከፕላኔቶች ውጪ ባሉ ስርዓቶች የተገኙ ማስረጃዎች ፕላኔቶች ከተፈጠሩበት ቦታቸው ሊሰደዱ እንደሚችሉ ይጠቁማሉ። ከጋዝ ዲስኮች ወይም ከሌሎች ፕላኔቶች ጋር ያሉ የፕላኔቶች መስተጋብር ምህዋራቸውን ሊለውጥ ይችላል።
በፀሐይ ስርዓት አውድ ውስጥ፣ ፍልሰት እንደ ትናንሽ ነገሮች ስርጭት እና የኩይፐር ቀበቶ አወቃቀር ያሉ በርካታ ባህሪያትን ለማብራራት ይረዳል። አንድ የታወቀ ሞዴል የኒስ ሞዴል ሲሆን፣ ይህም ግዙፍ ፕላኔቶች በፀሐይ ስርዓት መጀመሪያ ላይ የምህዋር ለውጦችን እንዳደረጉ እና ቦታቸውን እንደቀየሩ የሚገልጽ ሲሆን ይህም የአስቴሮይድ እና የኮሜት ህዝቦች "መለዋወጥ" እና ምናልባትም ከከባድ የቦምብ ድብደባ የመጀመሪያ ጊዜ ጋር የተያያዘ ነው።
በተጨማሪም ግራንድ ታክ ሞዴል አለ፣ እሱም ጁፒተር ወደ ፀሐይ እንደተሰደደ እና ከዚያም ከሳተርን ጋር በተፈጠረ መስተጋብር ምክንያት ወደ ኋላ እንደተመለሰ ይጠቁማል። ይህ ፍልሰት ለማርስ (በአንፃራዊነት ትንሽ ክብደት ያለው) ምስረታ ያለውን ቁሳቁስ እና የአስቴሮይድ ቀበቶውን ስብጥር ሊነካ ይችል ነበር።
8. የቅርጽ ቅሪቶች፡- አስትሮይድ፣ ኮሜቶች እና ያለፈው አሻራዎች
ሁሉም የዲስክ ቁሶች ፕላኔቶች አልነበሩም። አንዳንዶቹ እንደሚከተሉት ቀርተዋል፡
– አስትሮይድስ፣ በተለይም በማርስ እና በጁፒተር መካከል ባለው ቀበቶ ውስጥ። እነዚህ ከፕላኔቶች ጋር ፈጽሞ የማይዋሃዱ የፕላኔቶች ሲማል ቅሪቶች ናቸው፣ ምናልባትም በጁፒተር የስበት ጣልቃ ገብነት ምክንያት።
- ኮሜቶች፣ እንደ ኩይፐር ቤልት እና ኦርት ክላውድ ካሉ በጣም ሩቅ ክልሎች የሚመጡ። ኮሜቶች እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን እና አነስተኛ ማቀነባበሪያ ስላላቸው ከቀደምት የፀሐይ ስርዓት በጣም ጥንታዊ ቁሳቁሶችን እንደያዙ ይታሰባል።
የሜትሮይት ጥናቶች - የአስቴሮይድ ቁርጥራጮች የሆኑት - ስለ መጀመሪያው የፀሐይ ስርዓት ዕድሜ እና ስብጥር ጠቃሚ ፍንጮችን ይሰጣሉ። የራዲዮሜትሪክ የፍቅር ጓደኝነት አንዳንድ ሜትሮይትስ በጣም ቀደም ብለው እንደተፈጠሩ ይጠቁማል፣ ፀሐይ ከተወለደ ከጥቂት ሚሊዮን ዓመታት በኋላ።
ከሲምፑላን
በፀሐይ ስርዓት ውስጥ የፕላኔቶች መፈጠር ንድፈ ሐሳቦች ፀሐይና ፕላኔቶች የተወለዱት ኔቡላዎቹ በመውደቃቸው ወቅት ከተፈጠረ ፕሮቶፕላኔቶች ዲስክ ነው በሚለው ሀሳብ ላይ ያተኩራሉ። በዲስኩ ውስጥ አቧራ ተጨምቆ ወደ ፕላኔቶች ሲሚል ተቀላቅሎ ከዚያም በመከማቸት እና በግጭት ወደ ፕላኔቶች አደገ። የሙቀት ልዩነት እና የበረዶ መስመሩ መኖር ውስጣዊ ፕላኔቶች ድንጋያማ እና ውጫዊ ፕላኔቶች ግዙፍ ለምን እንደሆኑ ያብራራሉ። የኮር-አክክሬሽን ሞዴል ለጁፒተር እና ለሳተርን ዋና ማብራሪያ ሲሆን የዲስክ አለመረጋጋት ግን በምርመራ ላይ ያለ አማራጭ ነው። የፕላኔቶች ፍልሰት እና የቀደመው የፀሐይ ስርዓት ተለዋዋጭነት የውስብስብነት ንብርብሮችን ይጨምራሉ ይህም የአስቴሮይድ እና ኮሜቶች የምህዋር ቅጦችን እና ስርጭትን ያብራራል።
ብዙ ዝርዝር ጥያቄዎች ክፍት ሆነው ቢቆዩም፣ በወጣት ኮከቦች ዙሪያ የፕሮቶፕላኔቶች ዲስኮች ምልከታዎች፣ የሜትሮይት ጥናቶች እና የኮምፒውተር ማስመሰያዎች ግንዛቤያችንን ማጠናከራቸው ቀጥሏል። ይህም የፕላኔቶች ምስረታ ንድፈ ሐሳብ ስለ ፀሐይ ስርዓት አመጣጥ ታሪክ ብቻ ሳይሆን ሌሎች ፕላኔቶች በጋላክሲው ውስጥ እንዴት እንደሚፈጠሩ ለመረዳት ቁልፍ ያደርገዋል።
