niedziela, 27 października 2024

Formowanie Układu Słonecznego

Formowanie Układu Słonecznego 

Układ Słoneczny – to układ planetarny w Drodze Mlecznej, składający się ze Słońca i powiązanych z nim grawitacyjnie ciał niebieskich: ośmiu planet, co najmniej 284 ich księżyców, przynajmniej pięciu planet karłowatych (w kolejności wedle średnicy tarczy: Pluton, Eris, Haumea, Makemake, Ceres), a także nieco mniejszych planetek (Gonggong, Quaoar, Sedna i Orcus) i miliardów (a być może nawet bilionów) małych ciał, do których zalicza się planetoidy, komety i meteoroidy, a także pył międzyplanetarny. Sedna, Ceres i Orkus mają już poniżej 1000 km średnicy, a pozostałe są większe niż 1000 kilometrów średnicy. Główną cechą planetek karłowatych jest oprócz średnicy 1000 kilometrów, tak zwana kulistość, gdyż każda z nich przypomina mały kulisty glob lub obrotową elipsę jak w przypadku Haumea. 

Planety Układu Słonecznego i Pluton jako planetka karłowata

Powszechnie obecnie przyjmowany obraz powstawania Układu Słonecznego przewiduje, iż Słońce wraz z układem planetarnym uformowało się z zagęszczenia obłoku gazowego, który zapadł się grawitacyjnie. Kurczenie się obłoku powodowało wzrost gęstości oraz wytworzenie się wirującego dysku protoplanetarnego. W centrum powstała protogwiazda, która potem przekształciła się w Słońce, a w dysku uformowały planety. Planety powstały w wyniku kolizji pomiędzy ziarnami pyłu, które zaczęły tworzyć coraz większe obiekty, aż powstały kilkukilometrowe ciała nazywane planetozymalami, które dalej się zderzały. Istotną rolę w tych procesach może odgrywać tzw. linia śniegu, oddzielająca obszary, w których w dysku występowały substancje gazowe (bliżej gwiazdy) oraz obszar, gdzie woda przechodziła do stanu lodu (dalej od gwiazdy). Dowody geochemiczne i astronomiczne wskazują, że formowanie się planet zachodziło w dwóch odseparowanych strefach. Nie jest znana dokładna przyczyna tego zróżnicowania – dlaczego planety znajdujące się blisko Słońca są małe i suche (z małą zawartością wody w stosunku do swojej masy), a planety w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego są większe i bardziej mokre pod tym względem.

Nowe dowody naukowe wskazują na konieczność znaczącej rewizji teorii dotyczących formowania się Układu Słonecznego w którym żyjemy na trzeciej planecie od Słońca. Powierzchnia Ziemi bezustannie się zmienia, w tym za sprawą meteorów i pyłu kosmicznego jaki spada na Ziemię. Procesy tektoniczne oraz wulkaniczne w połączeniu z erozją skał przez wodę i wiatr bezustannie odświeżają powierzchnię naszej planety, usuwając z niej geologiczny zapis jej wczesnej historii. Na szczęście na orbicie Ziemi znajduje się także Księżyc, czyli glob, który nie posiada żadnej atmosfery, na którym nie ma wody w stanie ciekłym, nie ma wulkanów i nie ma tektoniki płyt. W efekcie to on przechowuje w sobie informacje o wczesnej historii wewnętrznej części naszego układu planetarnego. Analizując skały księżycowe, naukowcy odkryli coś niezwykle istotnego.

Na przestrzeni ostatnich pięćdziesięciu lat (od 1970 do 2020 roku) naukowcy mieli okazję badać naprawdę szeroką paletę skał pochodzących z Księżyca. Wśród nich znalazły się skały przywiezione na Ziemię przez astronautów z misji Apollo, rosyjskie czy radzieckie Łunochody, ale także przez roboty z robotycznych misji Luna oraz chińskiego Chang’e. Oprócz tych skał, do dyspozycji badaczy były liczne meteoryty, które samoistnie dotarły na Ziemię z Księżyca. Badając wszystkie te skały w warunkach laboratoryjnych, naukowcy byli w stanie ustalić, z której części Księżyca pochodzą oraz kiedy zostały one wybite w przestrzeń kosmiczną.

Wśród tych skał księżycowych znajduje się też meteoryt Northwest Africa 2995, który został przebadany ostatnio przez naukowców z Uniwersytetu w Manchester. Naukowcy od lat starają się odtworzyć informacje o środowisku, w jakim rozwijały się młoda Ziemia i Księżyc. Dotychczas przyjmowano, że okres najbardziej intensywnego bombardowania obu globów przez planetoidy przypadał na przedział od 4,2 do 3,8 miliarda lat temu. To w tym czasie kratery na Ziemi i Księżycu powstawały najczęściej. O ile kratery na Ziemi z czasem wymazywane były z powierzchni naszej planety i nie są już dla nas dostępne, o tyle kratery na Księżycu w dużej mierze istnieją po dziś dzień.