சூரிய மண்டலத்தில் கோள்கள் உருவாகும் கோட்பாடு

சூரிய மண்டலத்தில் கோள்கள் உருவாகும் கோட்பாடு

சூரிய மண்டலத்தில் கோள்கள் உருவானது, நவீன வானியலில் மிகவும் கவர்ச்சிகரமான தலைப்புகளில் ஒன்றாகும். விண்வெளியில், சூரியன் எனும் 'சாதாரண' வாயு மற்றும் தூசி மேகத்திலிருந்து, எட்டு கோள்கள், அவற்றின் துணைக்கோள்கள், சிறுகோள்கள், வால்மீன்கள் மற்றும் பல்வேறு சிறிய விண் பொருட்கள் தோன்றின. இந்த செயல்முறையின் பொதுவான சித்திரம் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்பட்டிருந்தாலும், விஞ்ஞானிகள் அதன் விவரங்களை இன்னும் செம்மைப்படுத்திக் கொண்டிருக்கிறார்கள்: மாபெரும் கோள்கள் எப்படி இவ்வளவு விரைவாக உருவாக முடிந்தது, உள் மற்றும் வெளி கோள்களுக்கு இடையே ஏன் இவ்வளவு பெரிய வேறுபாடு உள்ளது, மற்றும் கோள்களின் சுற்றுப்பாதைகள் ஏன் ஒப்பீட்டளவில் சீராக உள்ளன என்பன போன்ற விவரங்களை அவர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். இந்தக் கட்டுரை, சூரிய மண்டலத்தில் கோள்கள் உருவானதற்கான முக்கிய கோட்பாடுகளையும், அவற்றின் நிலைகள் மற்றும் ஆதாரங்களையும் விவாதிக்கிறது.

1. சூரிய நெபுலா: உருவாக்கத்தின் தொடக்கப் புள்ளி

மிகவும் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாடு சூரிய நெபுலார் கோட்பாடு ஆகும். இந்தக் கோட்பாட்டின்படி, சுமார் 4,6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, சூரியக் குடும்பம் ஒரு மாபெரும் மூலக்கூறு மேகமாகத் தொடங்கியது, அதன் ஒரு பகுதி ஈர்ப்பு விசையால் சரிந்தது. இந்தச் சரிவுக்கான காரணங்கள், அருகிலுள்ள சூப்பர்நோவாக்களிலிருந்து வரும் அதிர்ச்சி அலைகள், மேகங்களுக்கு இடையேயான மோதல்கள் அல்லது மேகங்களுக்குள்ளேயே ஏற்படும் உள் உறுதியற்ற தன்மை போன்ற பல்வேறு காரணங்களாக இருந்திருக்கலாம்.

மேகம் சிதைந்தபோது, ​​கோண உந்தப் பாதுகாப்பு விதியின் காரணமாக அது வேகமாகச் சுழலத் தொடங்கியது; இது, ஒரு பனிச்சறுக்கு வீரர் தன் கைகளை உள்ளிழுக்கும்போது வேகமாகச் சுழல்வதைப் போன்றது. இதன் விளைவாக, அந்தப் பொருள் ஒரு முன்-கோள் வட்டு அமைப்பை உருவாக்கியது: அதன் மையம் ஒரு முன்-நட்சத்திரமாக (சூரியனின் முன்னோடி) திரண்டது, அதே நேரத்தில் மீதமுள்ள வாயுவும் தூசியும் அதைச் சுற்றி ஒரு வட்டை உருவாக்கின.

இந்தக் கட்டம் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் முன்-கோள் வட்டுகள் "கோள் தொழிற்சாலைகள்" ஆகும். ALMA போன்ற நவீன தொலைநோக்கி அவதானிப்புகள், மற்ற இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியும் இதுபோன்ற வட்டுகளைக் காட்டுகின்றன; இவற்றில் உள்ள இடைவெளிகள், உருவாகும் கோள்கள் என்பதற்கான தடயங்களாகப் பெரும்பாலும் விளக்கப்படுகின்றன.

2. ஆவிச்சுருக்கம் மற்றும் பனிக்கோடுகள்: கோள்கள் ஏன் வேறுபடுகின்றன?

முன்-கோள் வட்டுக்குள், மையத்திலிருந்து தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க வெப்பநிலை குறைகிறது. இதன் விளைவாக, திடப்பொருளாக "திரளக்கூடிய" பொருட்களின் கலவைகள் வேறுபடுகின்றன:

சூரியனுக்கு அருகில் (அதிக வெப்பமாக இருக்கும்போது), சிலிக்கேட்டுகள் மற்றும் உலோகங்கள் போன்ற வெப்பத்தைத் தாங்கும் பொருட்கள் மட்டுமே திட வடிவில் நிலைத்திருக்க முடியும். இதனால்தான் புதன், வெள்ளி, பூமி மற்றும் செவ்வாய் போன்ற பாறைக் கோள்கள் தோன்றின.
வட்டின் மையத்திலிருந்து தொலைவில் பனிக்கோடு எனப்படும் ஒரு பகுதி உள்ளது. அங்கு நீர், அம்மோனியா மற்றும் மீத்தேன் ஆகியவை உறைவதற்குப் போதுமான குறைந்த வெப்பநிலை நிலவுகிறது. பனிக்கட்டியானது திடப் பொருட்களின் இருப்பைப் பெருமளவில் அதிகரிப்பதால், கோளின் மையப்பகுதி வேகமாக வளர்ந்து பெரிதாகிறது. இது வியாழன், சனி, யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூன் ஆகியவற்றின் உருவாக்கத்துடன் தொடர்புடையது.

மாபெரும் கோள்கள் ஏன் வெளிப்புறப் பகுதிகளில் அமைந்துள்ளன என்பதை பனி உறைவுக் கோடு கோட்பாடு விளக்க உதவுகிறது: ஏனெனில், அவற்றுக்கு மிக அதிக அளவிலான திடப் பொருட்கள் கிடைப்பதால், அவற்றால் பெரிய உள்ளகங்களை உருவாக்கி, பின்னர் பெருமளவிலான வாயுக்களை ஈர்க்க முடிகிறது.

3. தூசியிலிருந்து கோள்கள் வரை: உருவாக்கச் செயலின் தொடக்கம்

நிலைமின் விசைகள் மற்றும் மென்மையான மோதல்கள் காரணமாக ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்ளும் நுண்ணிய தூசுத் துகள்களிலிருந்து கோள்கள் உருவாகும் செயல்முறை தொடங்குகிறது. இந்த மிகச்சிறிய துகள்கள் பெரிய திரள்களை உருவாக்கி, இறுதியில் அண்ட 'கூழாங்கற்களாக' மாறுகின்றன.

இருப்பினும், “மீட்டர் அளவுத் தடை” எனப்படும் ஒரு செவ்வியல் சவால் உள்ளது: சுமார் ஒரு மீட்டர் அளவுள்ள பொருள்கள், மேலும் பெரிதாக வளர்வதற்கு வாய்ப்பு கிடைப்பதற்கு முன்பே வாயுத் தடையைச் சந்தித்து சூரியனுக்குள் விழுந்துவிடுகின்றன. இதைச் சமாளிக்க, நவீன மாதிரிகள் பின்வரும் வழிமுறைகளைப் பரிந்துரைக்கின்றன:

நீரோட்ட நிலைத்தன்மையின்மை என்பது, சரளைக்கற்கள் அடர்த்தியான கட்டிகளாகக் குவிவதற்குக் காரணமான ஒரு வகை நீரோட்ட நிலைத்தன்மையின்மையாகும்.
– ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படும் கட்டியாதல், இதில் ஒரு பொருளின் செறிவு மிக அதிகமாக இருப்பதால், அது தனது சொந்த ஈர்ப்பு விசையின் காரணமாகச் சரிந்துவிடுகிறது.

இதன் இறுதி விளைவாக, கிலோமீட்டர்கள் முதல் நூற்றுக்கணக்கான கிலோமீட்டர்கள் வரை அளவுள்ள திடப் பொருட்களான கோளநுண்மங்கள் உருவாகின்றன. கோளநுண்மங்களே கோள்களின் முதன்மைக் கட்டுமான அலகுகளாகும்.

4. திரள்வு மற்றும் மோதல்: புவிசார் கோள்களை உருவாக்குதல்

கோளத்துகள்கள் உருவான பிறகு, அடுத்த செயல்முறை திரள்வு என அழைக்கப்பட்டது: கோளத்துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி ஒன்றிணைந்து, கோள் கருக்களை (ஆதிக்கோள்கள்) உருவாக்கின. உள் கோள்களில், இந்தச் செயல்முறை பல கோடி ஆண்டுகளாகத் தொடர்ச்சியான மாபெரும் மோதல்கள் மூலம் நிகழ்ந்தது.

பூமியின் உருவாக்கம் பல பெரிய மோதல்களின் விளைவாக நிகழ்ந்ததாகக் கருதப்படுகிறது. மிகவும் அறியப்பட்ட கருதுகோள்களில் ஒன்று மாபெரும் மோதல் கருதுகோள் ஆகும். இக்கருதுகோளின்படி, செவ்வாய் கிரகத்தின் அளவுள்ள ஒரு பொருள் (பெரும்பாலும் 'தியா' என்று அழைக்கப்படுகிறது) இளம் பூமியுடன் மோதியபோது சந்திரன் உருவானது. அந்த மோதலால் உருவான பொருட்கள், பின்னர் ஒரு சிதறல் வளையத்தை உருவாக்கி, அவை இறுதியில் ஒன்றிணைந்து சந்திரனாக உருவெடுத்தன. பூமி மற்றும் சந்திரப் பாறைகளின் ஐசோடோபிக் அமைப்பில் காணப்படும் சில ஒற்றுமைகள் இந்தக் கருதுகோளை ஆதரிக்கின்றன, இருப்பினும் இதன் விவரங்கள் இன்னும் ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகின்றன.

புவிசார் கோள்கள் காலப்போக்கில் வேறுபாட்டிற்கு உள்ளாயின: கன உலோகங்கள் மூழ்கி மையத்தை உருவாக்கின, அதே நேரத்தில் சிலிக்கேட்டுகள் கவசத்தையும் மேலோட்டையும் உருவாக்கின. இந்தச் செயல்முறையின் விளைவாக, இன்று நாம் காணும் பாறைக் கோள்களின் உள் கட்டமைப்பு உருவானது.

5. மாபெரும் கோள் உருவாக்கம்: மைய-திரள்வு மாதிரி

வாயுப் பெருங்கோள்களான வியாழன் மற்றும் சனியைப் பொறுத்தவரை, மிகவும் பிரபலமான கோட்பாடு மையச் சேர்க்கை மாதிரி ஆகும். அதன் நிலைகள் பின்வருமாறு:

1. பனி உறைவுக் கோட்டிற்கு அப்பால், பனி மற்றும் பாறைகளால் ஆன ஒரு திடமான மையப்பகுதி (சுமார் 5–10 புவி நிறைகள்) உருவாகிறது.
2. இந்த மையப்பகுதி, வட்டுப் பகுதியிலிருந்து ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் வாயுக்களை ஈர்க்கத் தொடங்குகிறது.
3. வாயுவின் நிறை அதிகரிக்கும்போது, ​​வாயுவைக் கைப்பற்றும் செயல்முறை வேகமடைகிறது (கட்டுப்பாடற்ற திரட்சி).
4. மிகவும் அடர்த்தியான வளிமண்டலத்தைக் கொண்ட ஒரு மாபெரும் கோள் உருவானது.

இந்தக் கோட்பாட்டின் திறவுகோல் காலம். இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள வாயு வட்டுகள் நீண்ட காலம் நீடிப்பதில்லை—பொதுவாக சில மில்லியன் ஆண்டுகள் மட்டுமே. எனவே, வாயு சிதறுவதற்கு முன்பு மாபெரும் கோள்களின் மையங்கள் மிக விரைவாக உருவாக வேண்டும். இங்குதான் "கூழாங்கல் திரட்சி" என்ற கருத்து முக்கியத்துவம் பெறுகிறது: கூழாங்கல் திரட்சியானது மைய உருவாக்கத்தை விரைவுபடுத்தும்.

6. மாற்று வழி: வட்டு நிலைத்தன்மையின்மை

வாயு ராட்சதர்களின் உருவாக்கத்திற்கு வட்டு நிலைத்தன்மையின்மை எனப்படும் மற்றொரு கோட்பாடும் உள்ளது. இந்த மாதிரியில், குறிப்பாகப் பெரும் நிறை கொண்ட ஒரு வட்டு நிலைத்தன்மையற்றதாகி, நேரடியாக ஒரு பெரிய வாயுத் திரளாகச் சரிந்துவிடுகிறது. அதன் பின்னர், தொடக்கத்தில் ஒரு பெரிய திடமான மையப்பகுதி தேவைப்படாமலேயே, அந்த வாயுத் திரள் ஒரு ராட்சதக் கோளாக மாறுகிறது.

இந்த மாதிரி, தங்கள் நட்சத்திரங்களிலிருந்து வெகு தொலைவில் உருவான மாபெரும் கோள்களுக்கோ அல்லது மிகப் பெரிய வட்டுகளைக் கொண்ட அமைப்புகளுக்கோ மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கலாம். சூரியக் குடும்பத்தைப் பொறுத்தவரை, மையக்கரு திரட்சி பொதுவாக மிகவும் பொருத்தமானதாகக் கருதப்படுகிறது, ஆனால் வட்டு நிலைத்தன்மையின்மை என்பது, குறிப்பாக விண்மீன் மண்டலம் முழுவதும் உள்ள பல்வேறு கோள் அமைப்புகளை விளக்குவதற்காக, ஆய்வில் உள்ள ஒரு சாத்தியக்கூறாக நீடிக்கிறது.

7. கோள்களின் இடப்பெயர்வு: கோள்கள் எப்போதும் அவை இருக்கும் இடத்தில் “பிறப்பதில்லை”.

புறக்கோள் அமைப்புகளிலிருந்து கிடைக்கும் சான்றுகள், கோள்கள் தாங்கள் உருவான இடங்களிலிருந்து இடம்பெயர முடியும் என்று சுட்டிக்காட்டுகின்றன. வாயு வட்டுகளுடனோ அல்லது பிற கோள்களுடனோ ஏற்படும் கோள்களின் இடைவினைகள், அவற்றின் சுற்றுப்பாதைகளை மாற்றக்கூடும்.

சூரிய மண்டலத்தைப் பொறுத்தவரை, சிறிய பொருட்களின் பரவல் மற்றும் குயிப்பர் பட்டையின் அமைப்பு போன்ற பல அம்சங்களை விளக்க இடம்பெயர்வு உதவுகிறது. நன்கு அறியப்பட்ட ஒரு மாதிரி நைஸ் மாதிரி ஆகும். இது, சூரிய மண்டலத்தின் ஆரம்ப காலத்தில் மாபெரும் கோள்கள் தங்கள் சுற்றுப்பாதைகளில் மாற்றங்களைச் செய்து, தங்கள் நிலைகளை மாற்றிக்கொண்டன என்றும், இது சிறுகோள்கள் மற்றும் வால்மீன்களின் கூட்டங்களில் ஒரு "கலக்கத்தைத்" தூண்டியது என்றும், மேலும் இது கடுமையான குண்டுவீச்சின் ஆரம்ப காலத்துடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம் என்றும் கூறுகிறது.

கிராண்ட் டாக் மாதிரி என்றும் ஒன்று உள்ளது. இது, வியாழன் சூரியனை நோக்கி நகர்ந்து, பின்னர் சனியுடனான இடைவினைகள் காரணமாகப் பின்வாங்கியது என்று முன்மொழிகிறது. இந்த இடப்பெயர்வு, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த நிறையைக் கொண்ட செவ்வாயின் உருவாக்கத்திற்குக் கிடைக்கும் மூலப்பொருட்களையும், சிறுகோள் மண்டலத்தின் அமைப்பையும் பாதித்திருக்கக்கூடும்.

8. உருவாக்க எச்சங்கள்: சிறுகோள்கள், வால்மீன்கள் மற்றும் கடந்த காலத்தின் தடயங்கள்

வட்டுப் பொருட்கள் அனைத்தும் கோள்களாக மாறவில்லை. சில பின்வருமாறு நிலைபெற்றன:

– சிறுகோள்கள், குறிப்பாக செவ்வாய் மற்றும் வியாழனுக்கு இடையேயான பட்டையில் உள்ளவை. அவை, ஒருவேளை வியாழனின் ஈர்ப்பு விசைக் குறுக்கீடு காரணமாக, கோள்களாக ஒன்றிணையாத கோளகத்துகளின் எச்சங்களாகும்.
– குயிப்பர் பட்டை மற்றும் ஊர்ட் மேகம் போன்ற தொலைதூரப் பகுதிகளில் இருந்து உருவாகும் வால்மீன்கள். வால்மீன்கள் அவற்றின் மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்தபட்ச செயலாக்கம் காரணமாக, ஆரம்பகால சூரிய மண்டலத்தின் மிகவும் பழமையான பொருட்களைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது.

சிறுகோள்களின் துண்டுகளான விண்கற்களைப் பற்றிய ஆய்வுகள், ஆரம்பகால சூரிய மண்டலத்தின் வயது மற்றும் அமைப்பு குறித்த முக்கியமான தடயங்களை வழங்குகின்றன. கதிரியக்கக் காலக்கணிப்பின்படி, சில விண்கற்கள் சூரியன் பிறந்த சில மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள்ளேயே, மிக ஆரம்பத்திலேயே உருவானதாகத் தெரிகிறது.

முடிவுரை

சூரிய மண்டலத்தில் கோள்கள் உருவானது குறித்த தற்போதைய கோட்பாடுகள், நெபுலாவின் சரிவின் போது உருவான ஒரு முன்-கோள் வட்டுவிலிருந்து சூரியனும் கோள்களும் பிறந்தன என்ற கருத்தை மையமாகக் கொண்டுள்ளன. அந்த வட்டுக்குள், தூசி சுருங்கி, கோள்நுண்மங்களாக ஒன்றிணைந்து, பின்னர் திரள்வு மற்றும் மோதல்கள் மூலம் கோள்களாக வளர்ந்தன. வெப்பநிலை வேறுபாடுகளும் பனிக்கோட்டின் இருப்பும், உள் கோள்கள் ஏன் பாறைகளாகவும் வெளிக்கோள்கள் ஏன் பிரம்மாண்டமாகவும் உள்ளன என்பதை விளக்குகின்றன. வியாழன் மற்றும் சனி கோள்களுக்கு மைய-திரள்வு மாதிரியே முதன்மையான விளக்கமாக உள்ளது, அதே சமயம் வட்டு நிலைத்தன்மையின்மை என்பது ஆய்வில் உள்ள ஒரு மாற்று விளக்கமாகும். கோள்களின் இடப்பெயர்வும், ஆரம்பகால சூரிய மண்டலத்தின் இயக்கவியலும், சிறுகோள்கள் மற்றும் வால்மீன்களின் சுற்றுப்பாதை வடிவங்களையும் பரவலையும் விளக்க உதவும் சிக்கலான அடுக்குகளைச் சேர்க்கின்றன.

பல விரிவான கேள்விகளுக்கு இன்னும் விடை காணப்படாவிட்டாலும், இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள முன்-கோள் வட்டுகளின் கண்காணிப்பு, விண்கல் ஆய்வுகள் மற்றும் கணினி உருவகப்படுத்துதல்களில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள் நமது புரிதலைத் தொடர்ந்து வலுப்படுத்துகின்றன. இது, கோள்கள் உருவாதல் கோட்பாட்டை சூரிய மண்டலத்தின் தோற்றம் பற்றிய ஒரு கதையாக மட்டுமல்லாமல், விண்மீன் மண்டலம் முழுவதும் மற்ற கோள் அமைப்புகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு திறவுகோலாகவும் ஆக்குகிறது.