Назарияҳои муосири ташаккули системаи офтобӣ
Ташаккули системаи офтобӣ яке аз мавзӯъҳои ҷолибтарин дар астрономияи муосир аст, зеро он бисёр соҳаҳои илмро муттаҳид мекунад: физика, химия, геология ва илми сайёраҳо. Масъалаи он ки чӣ гуна Офтоб, сайёраҳо, астероидҳо ва ситораҳои думдор метавонанд аз моддаи байниситоравӣ ташаккул ёбанд, олимонро водор кардааст, ки моделҳоеро таҳия кунанд, ки бо пешрафти технологияҳои мушоҳида ва таҳлили намунаҳо пайваста нав карда мешаванд. Дар айни замон, назарияи муосири маъмултарин ҳамчун назарияи тумании офтобӣ маълум аст, ки бо кашфиётҳои нав, ба монанди нақши турбулентӣ, муҳоҷирати сайёраҳо, инчунин далелҳо аз метеоритҳо ва мушоҳидаҳои дискҳои протопланетарӣ дар атрофи ситораҳои ҷавон ғанӣ гардонида шудааст.
1. Замина: аз фарзияи классикӣ то модели муосир
Фикри асосӣ дар бораи он ки системаи офтобӣ аз абрҳои газ ва чанг пайдо шудааст, дар асри 18 тавассути корҳои Иммануил Кант ва Пьер-Саймон Лаплас пайдо шуд. Аммо, фарзияи классикӣ дар он замон заминаи мустаҳками физикӣ ва маълумоти мушоҳидавӣ надошт. Моделҳои муосир пас аз он ки астрономҳо тавонистанд ситораҳои ҷавонро, ки бо дискҳои газ ва чанг иҳота шудаанд ва дискҳои протопланетарӣ номида мешаванд, мушоҳида кунанд, босуръат рушд карданд. Ин мушоҳидаҳо барои мушоҳидаи равандҳои монанд ба равандҳое, ки дар системаи аввали офтобӣ дида мешуданд, "лабораторияи табиӣ" фароҳам оварданд.
Илова бар мушоҳидаҳо, пешрафтҳо инчунин аз таҳлили метеоритҳои ибтидоӣ (хусусан хондритҳо), миссияҳои кайҳонӣ, ки намунаҳои астероидҳо ва ситораҳои думдорро баргардонданд ва моделсозии компютерӣ, ки динамикаи зарраҳои газ ва чангро дар тӯли миллионҳо сол тақлид мекунад, ба даст омадаанд.
2. Оғоз: фурӯпошии абри бузурги молекулавӣ
Тибқи назарияи муосир, системаи офтобӣ тақрибан 4,6 миллиард сол пеш аз як қисми хурди абрҳои бузурги молекулавӣ - минтақаи хунук ва зич дар фазои байниситоравӣ, ки аз гидроген, гелий ва унсурҳои вазнинтар дар шакли чанги кайҳонӣ бой аст, оғоз ёфтааст. Ин абр, масалан, аз ҷониби мавҷҳои зарба аз таркишҳои супернова дар наздикӣ ё таъсири мутақобилаи ҷозиба бо дигар минтақаҳои ситорасоз вайрон шудааст.
Ин халалдоршавӣ боиси фурӯпошии ҷозиба мегардад. Ҳангоми афтидани модда ба марказ, энергияи потенсиали ҷозиба ба гармӣ табдил меёбад. Дар айни замон, абр импулси кунҷӣ (қувваи хурди гардиш) пайдо мекунад. Ҳангоми кам шудани абр, гардиши он меафзояд - мисли раққосаи балет, ки ҳангоми пӯшидани дастонаш тезтар чарх мезанад. Ин гардиш боис мешавад, ки модда пурра рост ба марказ наафтад, балки диски чархзанандаро ташкил диҳад.
3. Ташаккули протоз ва диски протопланетарӣ
Дар маркази фурӯпошӣ, модда ҷамъ шуда, протоситора (пешгузаштаи Офтоб)-ро ташкил дод. Дар атрофи он диски бузурги протопланетарӣ ба вуҷуд омад, ки пур аз газ (асосан гидроген ва гелий) ва чанги силикатӣ, ях ва пайвастагиҳои карбон буд.
Дар ин марҳила, Офтоб ҳанӯз пурра "фаъол" набуд, чунон ки ҳоло аст. Он ҳанӯз массаро ҷамъ мекард ва гарм мешуд. Вақте ки ҳарорат ва фишор дар ядро ба қадри кофӣ баланд буд, реаксияҳои синтези гидроген оғоз ёфтанд. Вақте ки синтез ба эътидол омад, Офтоб ба марҳилаи пайдарпайии асосӣ ворид шуд, дар ҳоле ки диски атроф макони пайдоиши сайёраҳо гардид.
4. Аз хок то санг: афзоиши зарраҳо ва сайёраҳои осмонӣ
Яке аз мушкилоти асосӣ дар назарияи пайдоиши сайёраҳо шарҳ додани он аст, ки чӣ гуна зарраҳои чангҳои микроскопӣ метавонанд ба объектҳои андозаи километр табдил ёбанд. Моделҳои муосир ин равандро ҳамчун иборат аз якчанд марҳила тавсиф мекунанд:
1. Коагуляцияи чанг: зарраҳои майда бо таъсири қувваҳои электростатикӣ ва сатҳӣ бархӯрд карда, ба ҳам мечаспанд ва агрегатҳои калонтарро ташкил медиҳанд.
2. Афзоиши сангча: андоза то миллиметр то сантиметр меафзояд ва сипас ба «санча» табдил меёбад, ки аз байни плита ҳаракат мекунад.
3. Ноустувории ҷараёни об: дар баъзе шароит, шағал метавонад дар маҳалҳо аз сабаби таъсири мутақобила бо газ ба пораҳои зич ҷамъ шавад.
4. Суқути маҳаллии ҷозиба: ин тӯдаҳои зич метавонанд ба планетазималҳо фурӯ раванд, ки блокҳои сохтмонии сайёраҳо мебошанд, ки андозаашон аз километр то садҳо километр аст.
Ин марҳилаҳо муҳиманд, зеро сайёраҳои осмонӣ «блокҳои асосии сохтмонӣ» дар ташаккули сайёраҳо тавассути бархӯрдҳо ва афзоиши онҳо мебошанд.
5. Хатти барф ва фарқиятҳои байни сайёраҳои дохилӣ ва беруна
Хусусияти фарқкунандаи системаи офтобӣ фарқияти байни сайёраҳои санглохи дохилӣ (Уторуд, Зӯҳра, Замин, Миррих) ва сайёраҳои бузурги берунии бой аз газ ва ях (Юпитер, Зуҳал, Уран, Нептун) мебошад. Назарияи муосир ин фарқиятро тавассути мафҳуми хати сармо шарҳ медиҳад.
Дар наздикии Офтоб, ҳарорати диск чунон баланд аст, ки танҳо маводҳои ба гармӣ тобовар ба монанди силикатҳо ва металлҳо метавонанд ба моддаҳои сахт табдил ёбанд. Аз сабаби миқдори нисбатан ками моддаҳои сахт, сайёраҳое, ки ба вуҷуд меоянд, одатан хурд ва санглоханд. Дар дуртар, ҳарорат пасттар аст, ки ба об, аммиак, метан ва дигар пайвастагиҳои ноустувор имкон медиҳад, ки ба ях табдил ёбанд. Мавҷудияти ях миқдори маводи сахтро зиёд мекунад ва имкон медиҳад, ки ядрои сайёра тезтар ва калонтар шавад ва бо ин васила миқдори зиёди гази гидроген-гелийро ҷалб мекунад ва ба сайёраи азим табдил меёбад.
6. Ҷамъшавии ҳаста ва ташаккули сайёраҳои азим
Ташаккули Муштарӣ ва Зуҳалро умуман бо модели аккрецияи ҳастаӣ шарҳ медиҳанд. Дар аввал, як ҳастаи калон ва зич (тақрибан аз чанд то чанд даҳҳо массаи Замин) ба вуҷуд меояд. Пас аз он ки ҳаста ба ҳадди муайяне мерасад, қувваи ҷозибаи он ба қадри кофӣ қавӣ мешавад, ки гази атрофро зуд ҷалб кунад ва пӯшиши бузурги атмосфераро ташкил диҳад. Ин раванд бояд пеш аз он ки газ дар диск аз сабаби шамолҳои ситораӣ ва радиатсия гум шавад, одатан дар давоми чанд миллион сол, рух диҳад.
Уран ва Нептун низ тавассути механизми монанд ба вуҷуд омадаанд, аммо аз Офтоб дуртар буданд, аз ин рӯ афзоиши ядрои онҳо сусттар буд ва ба онҳо имкон надод, ки миқдори зиёди газро ба мисли Муштарӣ ва Зуҳал ҷаббида гиранд.
7. Муҳоҷирати сайёраҳо: системаи офтобӣ на ҳамеша "ором" буд
Унсури асосии назарияи муосир ин аст, ки сайёраҳо на ҳамеша ташаккул меёбанд ва дар як ҷо мемонанд. Таъсири мутақобилаи ҷозиба байни сайёраи афзоянда ва диски газ метавонад боиси муҳоҷирати сайёраҳо гардад. Ин ба шарҳи якчанд чиз кӯмак мекунад, масалан, чаро системаҳои сайёра дар атрофи ситораҳои дигар аксар вақт "Муштариҳои гарм" доранд (азимҷуссаҳои газӣ, ки ба ситораҳои волидайни худ хеле наздиканд).
Дар мавриди системаи офтобӣ, баъзе моделҳои маъруф, ба монанди Гранд Так, нишон медиҳанд, ки Муштарӣ шояд ба Офтоб наздиктар шуда, сипас ақибнишинӣ карда бошад, ки ба тақсимоти мавод таъсир расонида, шояд хурдии нисбии Миррихро шарҳ медиҳад. Модели Нитса низ вуҷуд дорад, ки аз нав ташкил кардани мадорҳои сайёраҳои азим ва ба амал омадани як ҳодисаи бузурги бархӯрд дар системаи аввали офтобиро шарҳ медиҳад.
Гарчанде ки тафсилот то ҳол баҳсбарангезанд, идеяи аслӣ, ки муҳоҷират ва таъсири мутақобилаи динамикӣ нақши муҳим бозидаанд, ҳоло қисми чаҳорчӯби муосир аст.
8. Боқимондаҳои ташаккулёбӣ: астероидҳо, кометаҳо ва камарбанди Койпер
На ҳама маводи диск бомуваффақият ба сайёраҳо табдил ёфтанд. Боқимондаҳои раванди ташаккулёбӣ чунин нигоҳ дошта мешаванд:
– Камарбанди астероидҳо байни Миррих ва Муштарӣ дорои сайёраҳои калон мебошанд, ки ҳеҷ гоҳ сайёраҳои калонро ташкил надодаанд, эҳтимолан аз сабаби тағйироти ҷозибаи Муштарӣ.
– Камарбанди Койпер дар паси Нептун, ки дар он ҷо ҷисмҳои яхбаста ба монанди Плутон зиндагӣ мекунанд.
– Абри Оорт, захираи кометаҳои дур, ки гумон меравад аз ҷисмҳои яхбастаи дар натиҷаи таъсири мутақобила бо сайёраҳои бузург пора-порашуда ба вуҷуд омадаанд.
Ин объектҳо муҳиманд, зеро онҳо "сабти" шароити аввали системаи офтобиро таъмин мекунанд. Таҳлили таркиби метеоритҳо ва ситораҳои думдор метавонад ҳарорат, химия ва вақти ташаккули онҳоро ошкор кунад.
9. Далелҳои муосир: метеоритҳо, изотопҳо ва мушоҳидаҳои дискҳои ситоравии ҷавон
Назарияҳои муосир на танҳо ба симулятсияҳо, балки ба далелҳо низ асос ёфтаанд:
– Санаи радиометрии метеорит синни тақрибан 4,56 миллиард солро нишон медиҳад, ки бо синни системаи офтобӣ мувофиқ аст.
– Таносуби изотопҳо (масалан, оксиген ва алюминий) нишонаҳоеро дар бораи раванди ибтидоии гармкунӣ, аз ҷумла мавҷудияти радионуклидҳои кӯтоҳмуддат, медиҳанд.
– Телескопҳои муосир ба монанди ALMA метавонанд дискҳои протопланетариро бо ҳалқаҳо ва фосилаҳо, ки гумон меравад натиҷаи пайдоиши сайёраҳо бошанд, аксбардорӣ кунанд.
Ҳамаи ин далелҳо нишон медиҳанд, ки ташаккули сайёраҳо як раванди табиии хоси ситораҳои ҷавон аст, на як ҳодисаи хоси системаи офтобӣ.
Хулоса
Назарияҳои муосири ташаккули системаи офтобӣ системаи офтобиро ҳамчун таҳаввул аз абри фурӯпошии газ ва чанг тавсиф мекунанд, ки Офтоб ва диски протопланетариро ташкил медиҳад. Тавассути равандҳои ҷамъшавии чанг ба сайёраҳои сайёра, афзоиши ядроҳои сайёраҳо, забти газ ва динамика, ба монанди муҳоҷирати сайёраҳо, системаи сайёрае, ки мо имрӯз медонем, пайдо шуд. Гарчанде ки бисёр чизҳо маълуманд, таҳқиқот идома доранд - махсусан дар шарҳи тафсилоти ташаккули сайёраҳои сайёра, таърихи муҳоҷирати сайёраҳои азим ва пайдоиши об ва пайвастагиҳои органикӣ дар Замин. Омезиши мушоҳидаҳои астрономӣ, таҳлили намунаҳо ва симулятсияҳои компютерӣ назарияи кунуниро тақвият дода, имконияти кашфиётҳои навро дар бораи чӣ гуна ташаккул ёфтани "хонаи кайҳонии" мо фароҳам овардааст.
Агар хоҳед, ман метавонам ин мақоларо ба версияи мактабӣ (соддатар), версияи академӣ (истилоҳот ва истинодҳои бештар) мутобиқ кунам ё рӯйхати адабиётро илова кунам.
