Teoritë mbi formimin e asteroideve dhe kometave
Asteroidët dhe kometat janë dy lloje trupash të vegjël qiellorë që kanë qenë prej kohësh me interes për astronomët. Ato shpesh quhen "mbetje" nga formimi i Sistemit Diellor sepse u formuan shumë herët në Diell dhe planetët sapo kishin filluar të formoheshin. Ndërsa të dy janë shumë më të vegjël se planetët, asteroidët dhe kometat ndryshojnë dukshëm në përbërjen, vendndodhjen dhe sjelljen e tyre ndërsa i afrohen Diellit. Asteroidët kanë tendencë të jenë shkëmborë ose të pasur me metale dhe gjenden kryesisht në Rripin e Asteroidëve midis Marsit dhe Jupiterit, ndërsa kometat janë të pasura me akull dhe pluhur dhe në përgjithësi burojnë nga skajet e largëta të Sistemit Diellor. Ky artikull shqyrton teoritë kryesore se si u formuan asteroidët dhe kometat, nga proceset themelore të formimit të planetesimalëve deri te roli i gravitetit gjigant të gazit dhe dinamika e Sistemit të hershëm Diellor.
Sfondi: Mjegullnaja diellore dhe lindja e objekteve të vogla
Teoria më e pranuar gjerësisht e origjinës së Sistemit Diellor është Teoria e Mjegullnajës Diellore. Rreth 4,6 miliardë vjet më parë, një re gjigante gazi dhe pluhuri u shemb nën gravitetin, duke formuar një disk rrotullues të quajtur disk protoplanetar. Në qendër të diskut, materia u përqendrua për të formuar Diellin. Nga jashtë, grimcat mikroskopike të pluhurit filluan të përplaseshin dhe të ngjiteshin së bashku përmes forcave elektrostatike, duke formuar kokrriza më të mëdha. Ky proces vazhdoi në guralecë, gurë dhe më pas në objekte me madhësi kilometrash të quajtura planetezimale. Asteroidet dhe kometat janë në thelb planetezimale që nuk u bashkuan kurrë plotësisht në planetë.
Megjithatë, detajet se si pluhuri mund të "kërcejë" nga planetesimalët e vegjël në ata të mëdhenj janë një pyetje thelbësore në astronominë moderne. Një ide bindëse është paqëndrueshmëria e rrjedhës, një gjendje ku grimcat e dendura përqendrohen në një rrjedhë gazi në disk, duke shkaktuar që graviteti lokal të shembet në planetesimalë relativisht shpejt. Ky mekanizëm formon një popullatë fillestare të objekteve të vogla që më vonë evoluojnë në asteroide dhe kometa.
Teoritë e formimit të asteroideve: mbetjet e formimit të planetëve dhe ndikimi i Jupiterit
Asteroidët gjenden përgjithësisht në Rripin Kryesor të Asteroidëve midis Marsit dhe Jupiterit. Pse kjo zonë nuk u bë planetë? Teoria klasike sugjeron që në këtë rajon, materiali i dendur duhet të ketë formuar planetë të vegjël, por procesi i grumbullimit u ndërpre nga ndërhyrja gravitacionale e Jupiterit.
1) Teoria e "planetëve të dështuar"
Në këtë teori, brezi i asteroideve konsiderohet të jetë një koleksion planetesimalësh që nuk u bënë kurrë planetë sepse:
– Rezonanca gravitacionale e Jupiterit nxit orbitat e objekteve të vogla, duke rritur shpejtësinë e përplasjeve.
– Përplasjet me shpejtësi të lartë kanë tendencë të shkatërrojnë objektet (fragmentim), në vend që t’i bashkojnë ato (grumbullim).
– Si rezultat, u formua një popullatë fragmentesh shkëmbinjsh dhe metalesh që mbijetojnë si asteroide deri më sot.
Kjo teori mbështetet nga fakti se disa rezonanca orbitale në rripin e asteroideve formojnë "boshllëqe" (boshllëqe Kirkwood), të cilat janë zona relativisht bosh për shkak të orbitave të paqëndrueshme.
2) Teoria e evolucionit përplasës (përplasja dhe fragmentimi)
Asteroidët që shohim sot nuk janë identikë me planetesimalët e hershëm. Shumë asteroide janë rezultat i impaktit të madh që kanë shkatërruar objekte më të vjetra. Brenda rripit të asteroidëve janë "familje asteroidësh", grupe asteroidësh me orbita dhe përbërje të ngjashme, që mendohet se kanë zbritur nga një trup i vetëm mëmë në shpërbërje. Kjo teori shpjegon pse ka kaq shumë asteroide të vegjël dhe pse format e tyre shpesh janë të parregullta.
Përplasjet shoqërohen gjithashtu me ndryshime të brendshme. Disa asteroide të mëdhenj tregojnë prova të ngrohjes dhe diferencimit (duke formuar një bërthamë dhe mantel), me shumë mundësi për shkak të zbërthimit radioaktiv jetëshkurtër në Sistemin e hershëm Diellor. Kur trupi mëmë shpërbëhet, fragmentet e mbetura mund të shfaqin variacione përbërëse: disa janë më "shkëmbore", të tjera më "metalike".
3) Teoria e migrimit planetar (Modeli Nice dhe Grand Tack)
Në dekadat e fundit, teoritë rreth formimit dhe riorganizimit të orbitave të planetëve gjigantë janë bërë gjithnjë e më të rëndësishme. Dy ide të diskutuara shpesh janë:
– Modeli i Nicës: pohon se planetët gjigantë kanë pësuar ndryshime orbitale në historinë e tyre të hershme. Këto zhvendosje mund të kenë shpërndarë objekte të vogla, të kenë përzier materiale nga rajonet e brendshme dhe të jashtme dhe të kenë transportuar objekte në rripin e asteroideve.
– Grand Tack: sugjeron që Jupiteri mund të jetë afruar më shumë me Diellin dhe pastaj të jetë larguar përsëri. Kjo lëvizje mund ta ketë "zbrazur" dhe më pas "mbushur përsëri" rripin e asteroideve me një përzierje asteroidësh nga rajonet e brendshme (më të thata) dhe të jashtme (më të pasura me substanca të paqëndrueshme).
Teoria e migrimit ndihmon në shpjegimin pse brezi i asteroideve ka lloje kaq të larmishme: asteroidët e tipit S (më shkëmborë) janë dominues në pjesën e brendshme të brezit, ndërsa asteroidët e tipit C (më të pasur me karbon dhe substanca të paqëndrueshme) janë më të bollshëm në pjesën e jashtme.
Teoria e formimit të kometave: objekte të akullta nga rajonet e ftohta të Sistemit Diellor
Kometat ndryshojnë nga asteroidet kryesisht për shkak të përbërjes së tyre: kometat janë të pasura me akull uji, akull dioksidi karboni, monoksid karboni, metan dhe pluhur. Kometat bëhen aktive ndërsa i afrohen Diellit, kur akulli sublimohet dhe formon një komë dhe bisht.
1) Teoria e formimit jashtë "vijës së borës"
Brenda diskut protoplanetar, ekziston një kufi i rëndësishëm i quajtur vija e borës, distanca nga Dielli ku temperaturat janë mjaftueshëm të ulëta që uji dhe substancat e tjera të paqëndrueshme të ngrijnë. Përtej vijës së borës, materiali nga i cili u formuan planetesimalët përmbante akull të bollshëm, duke rezultuar në formimin e objekteve të pasura me akull - pararendësit e kometave. Prandaj, kometat konsiderohen "fosile të ngrira" që ruajnë të dhënat kimike të Sistemit të hershëm Diellor.
2) Burimet e kometave: Rripi Kuiper dhe Reja Oort
Në përgjithësi, kometat ndahen në dy kategori bazuar në periudhën e tyre orbitale:
– Besohet se kometat me periudhë të shkurtër (përgjithësisht <200 vjet) e kanë origjinën në Rripin Kuiper dhe rajonin e diskut të shpërndarë përtej Neptunit. Objektet e Rripit Kuiper mund të trazohen gravitacionalisht nga Neptuni dhe më pas të hyjnë në orbita që i çojnë më afër Diellit. - Besohet se kometat me periudhë të gjatë (mijëra deri në miliona vjet) e kanë origjinën në Renë Oort, një rezervuar shumë i largët, pothuajse sferik i trupave të akullt që rrethon Sistemin Diellor. Objektet në Renë Oort mund të “hidhen” në Sistemin Diellor të brendshëm nga ndërprerjet baticore ose nga yjet që kalojnë. Teoritë e formimit të Resë Oort përgjithësisht përfshijnë një proces shpërndarjeje: në ditët e para, planetët gjigantë nxorën shumë planetesimalë të pasur me akull në orbita shumë të largëta. Disa mbetën të lidhura lirshëm me Diellin dhe u bënë Reja Oort.
3) Roli i përplasjeve dhe përpunimit termik Edhe pse kometat shpesh konsiderohen "primitive", ato gjithashtu kanë evoluar. Në rajonet e tyre vendase, përplasjet midis trupave të akullt vazhdojnë të ndodhin, duke formuar kometa si objekte poroze (grumbullime rrënojash) ose gurë të përzier. Për më tepër, ndërsa kometat i afrohen vazhdimisht Diellit, sipërfaqet e tyre mund të zhvillojnë kore të errëta nga pluhuri i mbetur pasi akulli sublimohet. Përfundimisht, kometat mund të humbasin substancat e tyre të paqëndrueshme, të bëhen joaktive dhe të ngjajnë me asteroidet - objekte të tilla nganjëherë quhen kometa të vdekura. Marrëdhënia midis asteroideve dhe kometave: një kufi që nuk është gjithmonë i qartë Ndërsa dallimi midis të dyjave është përgjithësisht i qartë, kufiri midis asteroideve dhe kometave nuk është gjithmonë absolut. Ka objekte si asteroidet aktive ose kometat e rripit kryesor, trupa në rripin e asteroideve që shfaqin aktivitet të ngjashëm me kometën. Kjo ngre disa mundësi: - Akulli i bllokuar mbetet brenda asteroideve të caktuara. - Aktiviteti i shkaktuar nga përplasjet që thyejnë shtresat themelore. - Procese të tjera të tilla si rrotullimi i shpejtë që nxjerrin pluhur nga sipërfaqja. Këto fenomene mbështesin idenë se Sistemi i hershëm Diellor ishte një përzierje materialesh dhe se "shkëmbi" dhe "akulli" nuk ishin të ndara plotësisht. Përfundim Teoritë rreth formimit të asteroideve dhe kometave kanë rrënjët në formimin e Sistemit Diellor nga mjegullnaja diellore: pluhuri dhe gazi formuan planetezimale, disa prej të cilave më vonë u bënë planetë, ndërsa të tjerët mbetën si trupa më të vegjël. Asteroidet kuptohen të jenë mbetjet e materialit shkëmbor dhe metalik, grumbullimi i të cilit u ndërpre, kryesisht nga ndikimi gravitacional i Jupiterit, dhe u riformësua nga përplasjet dhe migrimi planetar. Kometat u formuan në rajonet e ftohta përtej vijës së borës, të pasura me akull dhe substanca të paqëndrueshme, dhe më pas u depozituan në Rripin Kuiper dhe Renë Oort para se disa të hynin në Sistemin Diellor të brendshëm. Hulumtimi modern - nga vëzhgimet me teleskopë deri te misionet e sondave hapësinore - vazhdon të pasurojë këto teori dhe tregon se dinamika e Sistemit të hershëm Diellor ishte shumë më komplekse, plot migrim dhe përzierje, sesa imagjinohej më parë. Nëse asteroidet dhe kometat janë një "arkiv kozmik", atëherë të kuptuarit e tyre do të thotë të rilexosh kapitujt e parë të historisë së mjedisit në të cilin u formua Toka.