Астероиддердин жана кометалардын пайда болушу жөнүндөгү теориялар
Астероиддер жана кометалар – астрономдорду көптөн бери кызыктырып келген эки түрдүү кичинекей асман телолору. Алар көбүнчө Күн системасынын пайда болушунан калган "калдык" деп аталат, анткени алар Күндүн башында эле пайда болгон жана планеталар жаңыдан пайда боло баштаган. Экөө тең планеталардан алда канча кичинекей болгону менен, астероиддер жана кометалар Күнгө жакындаганда курамы, жайгашкан жери жана жүрүм-туруму боюнча бир топ айырмаланат. Астероиддер көбүнчө таштуу же металлга бай жана көбүнчө Марс менен Юпитердин ортосундагы Астероид алкагында кездешет, ал эми кометалар муз жана чаңга бай жана жалпысынан Күн системасынын алыскы четтеринен келип чыгат. Бул макалада астероиддер менен кометалар кантип пайда болгону жөнүндөгү алдыңкы теориялар, планеталардын пайда болушунун негизги процесстеринен баштап, газ гиганттарынын тартылуу күчүнүн ролуна жана алгачкы Күн системасынын динамикасына чейин каралат.
Фон: Күн тумандуулугу жана кичинекей объектилердин жаралышы
Күн системасынын келип чыгышынын эң кеңири кабыл алынган теориясы - Күн тумандуулугу теориясы. Болжол менен 4,6 миллиард жыл мурун, тартылуу күчү астында газ жана чаңдан турган ири булут кулап, протопланетардык диск деп аталган айлануучу дискти пайда кылган. Дисктин борборунда зат Күндү пайда кылуу үчүн топтолгон. Сырткы микроскопиялык чаң бөлүкчөлөрү электростатикалык күчтөр аркылуу кагылышып, бири-бирине жабышып, чоңураак бүртүкчөлөрдү пайда кылган. Бул процесс майда таштарга, таштарга жана андан кийин планетаезималдар деп аталган километрлик объектилерге чейин уланган. Астероиддер жана кометалар, негизинен, планетаезималдар болуп саналат жана алар эч качан планеталарга толук биригишкен эмес.
Бирок, чаңдын кичинекей планеталардан чоң планеталарга кантип "секирип" кетиши заманбап астрономиядагы маанилүү суроо болуп саналат. Бир кызыктуу идея - агымдын туруксуздугу, бул тыгыз бөлүкчөлөр диск газ агымында топтолгон шарт, бул жергиликтүү тартылуу күчүн планеталарга салыштырмалуу тездик менен кулап түшүүгө алып келет. Бул механизм кийинчерээк астероиддерге жана кометаларга айланган кичинекей объектилердин баштапкы популяциясын түзөт.
Астероиддердин пайда болуу теориялары: планеталардын пайда болушунун калдыктары жана Юпитердин таасири
Астероиддер, адатта, Марс менен Юпитердин ортосундагы Негизги Астероид алкагында кездешет. Эмне үчүн бул аймак планеталарга айланган эмес? Классикалык теория боюнча, бул аймакта тыгыз материал кичинекей планеталарды пайда кылышы керек болчу, бирок аккреция процесси Юпитердин гравитациялык кийлигишүүсү менен үзгүлтүккө учураган.
1) "Иштебей калган планеталар" теориясы
Бул теорияда астероид куру эч качан планетага айланбаган планеталардын жыйындысы деп эсептелет, анткени:
– Юпитердин гравитациялык резонансы кичинекей объектилердин орбиталарын козгоп, кагылышуу ылдамдыгын жогорулатат.
– Жогорку ылдамдыктагы кагылышуулар объектилерди бириктирүүнүн (аккреция) ордуна, аларды жок кылууга (фрагментацияга) алып келет.
– Натыйжада, бүгүнкү күнгө чейин астероид катары сакталып калган таш жана металл сыныктарынын популяциясы пайда болгон.
Бул теорияны астероид алкагындагы кээ бир орбиталык резонанстар туруксуз орбиталардан улам салыштырмалуу бош аймактар болгон "боштуктарды" (Кирквуд боштуктарын) пайда кылаары тастыктайт.
2) Коллизиялык эволюция теориясы (кагылышуу жана фрагментация)
Бүгүнкү күндө биз көрүп жаткан астероиддер алгачкы планеталар менен бирдей эмес. Көптөгөн астероиддер эски объектилерди талкалаган чоң кагылышуулардын натыйжасы. Астероиддер тилкесинин ичинде "астероиддик үй-бүлөлөр" - окшош орбиталары жана курамы бар астероиддердин топтору жайгашкан, алар бир эле ажырап бараткан ата-эне денесинен келип чыккан деп эсептелет. Бул теория эмне үчүн мынчалык көп кичинекей астероиддер бар экенин жана алардын формалары көп учурда туура эмес экенин түшүндүрөт.
Кагылышуулар ички айырмачылыктар менен да байланыштуу. Айрым ири астероиддер ысыгандыгынын жана дифференциациялангандыгынын (өзөктү жана мантияны түзгөндүктөн) белгилерин көрсөтөт, бул, кыязы, алгачкы Күн системасындагы кыска мөөнөттүү радиоактивдүү ажыроодон улам келип чыккан. Ата-энелик дене бөлүнүп кеткенде, калган фрагменттер курамдык өзгөрүүлөрдү көрсөтүшү мүмкүн: айрымдары "таштуу", башкалары "металлдуу".
3) Планеталык миграция теориясы (Найс модели жана Гранд Так)
Акыркы он жылдыктарда гигант планеталардын орбиталарынын пайда болушу жана кайра түзүлүшү жөнүндөгү теориялар барган сайын маанилүү болуп баратат. Көп талкууланган эки идея:
– Ницца модели: алп планеталар өздөрүнүн алгачкы тарыхында орбиталык өзгөрүүлөргө дуушар болгон деп айтылат. Бул жылыштар майда объектилерди чачыратып, ички жана тышкы аймактардан материалдарды аралаштырып, объектилерди астероид алкагына ташып кетиши мүмкүн эле.
– Гранд Так: Юпитер Күнгө жакындап, андан кийин артка чегинген болушу мүмкүн деп божомолдойт. Бул кыймыл астероиддик алкакты ички (кургак) жана сырткы (бай учуучу заттар) аймактардан келген астероиддердин аралашмасы менен "бошотуп", андан кийин "кайра толтурушу" мүмкүн.
Миграция теориясы астероид алкагынын эмне үчүн мынчалык ар түрдүү түрлөрү бар экенин түшүндүрүүгө жардам берет: S-тибиндеги астероиддер (аскалуураак) алкактын ички бөлүгүндө басымдуулук кылат, ал эми С-тибиндеги астероиддер (көмүртек жана учуучу заттарга бай) сырткы бөлүгүндө көбүрөөк кездешет.
Кометалардын пайда болуу теориясы: Күн системасынын муздак аймактарынан чыккан муздуу объектилер
Кометалар астероиддерден, негизинен, курамы менен айырмаланат: кометалар суу музуна, көмүр кычкыл газынын музуна, көмүртек кычкылына, метанга жана чаңга бай. Кометалар Күнгө жакындаганда, муз сублимацияланып, кома жана куйрук пайда кылганда активдешет.
1) "Кар сызыгынан" тышкары пайда болуу теориясы
Протопланетарлык дисктин ичинде кар сызыгы деп аталган маанилүү чек ара бар, ал Күндөн суунун жана башка учуучу заттардын тоңушуна жетиштүү температурадагы аралык. Кар сызыгынан тышкары, планетанезималдар пайда болгон материалда көп муз болгон, натыйжада музга бай объектилер - кометалардын прекурсорлору пайда болгон. Ошондуктан, кометалар алгачкы Күн системасынын химиялык жазууларын сактап калган "тоңуп калган фоссилдер" деп эсептелет.
2) Кометалардын булактары: Койпер куру жана Оорт булуту
Жалпысынан алганда, кометалар алардын орбиталык мезгилине жараша экиге бөлүнөт:
– Кыска мезгилдүү кометалар (адатта <200 жыл) Койпер курунда жана Нептундан кийинки чачыранды диск аймагында пайда болот деп эсептелет. Койпер курундагы объектилер Нептун тарабынан гравитациялык таасирге дуушар болуп, андан кийин аларды Күнгө жакындаткан орбиталарга кириши мүмкүн. – Узак мезгилдүү кометалар (миңдеген жылдан миллиондогон жылдарга чейин) Күн системасын курчап турган муздуу телолордун абдан алыскы, дээрлик тоголок суу сактагычы болгон Оорт булутунда пайда болот деп эсептелет. Оорт булутундагы объектилер ташкындардын үзгүлтүккө учурашы же өтүп бараткан жылдыздар аркылуу ички Күн системасына "ыргытылышы" мүмкүн. Оорт булутунун пайда болушу жөнүндөгү теориялар, адатта, чачыратуу процессин камтыйт: алгачкы күндөрү алп планеталар көптөгөн музга бай планеталарды абдан алыскы орбиталарга ыргытып жиберишкен. Айрымдары Күнгө эркин байланып, Оорт булутуна айланган.
3) Кагылышуулардын жана жылуулук иштетүүнүн ролу Кометалар көп учурда "алгачкы" деп эсептелгени менен, алар дагы эволюциялашкан. Алардын табигый аймактарында муздуу денелердин кагылышуусу уланып, кометаларды тешиктүү объекттер (таштанды үймөктөрү) же аралаш таштар катары пайда кылат. Андан тышкары, кометалар Күнгө кайра-кайра жакындаганда, алардын бетинде муз сублимациялангандан кийин калган чаңдан кара кабыктар пайда болушу мүмкүн. Акыр-аягы, кометалар учуучу заттарын жоготуп, активдүү болбой калышы жана астероиддерге окшошуп калышы мүмкүн - мындай объектилер кээде өлүк кометалар деп аталат. Астероиддер менен кометанын ортосундагы байланыш: дайыма эле так боло бербеген чек ара Экөөнүн ортосундагы айырмачылык жалпысынан так болгону менен, астероиддер менен кометанын ортосундагы чек ара дайыма эле абсолюттук боло бербейт. Активдүү астероиддер же негизги кур кометасы сыяктуу объектилер бар, алар астероид курундагы комета сыяктуу активдүүлүктү көрсөтөт. Бул бир нече мүмкүнчүлүктөрдү жаратат: - Туткунда калган муз айрым астероиддердин ичинде калат. - Астындагы катмарларды жарып чыккан кагылышуулардан улам пайда болгон активдүүлүк. - Беттен чаңды чыгаруучу тез айлануу сыяктуу башка процесстер. Бул кубулуштар алгачкы Күн системасы материалдардын аралашмасынан тургандыгы жана "таш" менен "муз" толугу менен бөлүнбөгөндүгү жөнүндөгү ойду колдойт. Жыйынтык Астероиддердин жана кометалардын пайда болушу жөнүндөгү теориялар Күн системасынын күн тумандуулугунан пайда болушуна негизделген: чаң жана газ планеталар пайда кылган, алардын айрымдары кийинчерээк планеталарга айланган, ал эми башкалары кичирээк телолор катары калган. Астероиддер таштуу жана металл материалдын калдыктары деп түшүнүлөт, алардын аккрециясы негизинен Юпитердин гравитациялык таасири менен бузулуп, планеталардын кагылышуусу жана миграциясы менен кайрадан формага келген. Кометалар кар сызыгынан тышкары муздарга жана учуучу заттарга бай муздак аймактарда пайда болуп, андан кийин айрымдары ички Күн системасына киргенге чейин Койпер курунда жана Оорт булутунда топтолуп калган. Заманбап изилдөөлөр — телескоптук байкоолордон тартып космостук зонд миссияларына чейин — бул теорияларды байытууну улантууда жана алгачкы Күн системасынын динамикасы мурда элестетилгенден алда канча татаал, миграцияга жана аралашууга толгон экенин көрсөтүп турат. Эгерде астероиддер жана кометалар "космостук архив" болсо, анда аларды түшүнүү Жер пайда болгон чөйрөнүн тарыхынын алгачкы бөлүмдөрүн кайра окууну билдирет.