Oamenii de știință spun adesea că orice se poate întâmpla într-un univers infinit de mare. Cu toate acestea, observațiile, calculele și simulările arată că în sistemele stelare, planetele se întorc întotdeauna în jurul unei stele în același plan și în aceeași direcție. Aflăm de ce se întâmplă asta.
Ordinea domnește în sistemul solar: patru planete interioare, o centură de asteroizi și patru giganți de gaz se învârt în jurul soarelui în același plan. Și chiar dacă depășiți aceste granițe, se dovedește că centura Kuiper se află și în acest plan. Având în vedere că Soarele este sferic și stelele apar în spațiu, în jurul cărora planetele se învârt în orice direcție, faptul că totul din sistemul nostru este aranjat în acest fel pare o coincidență prea mare. Mai mult, am observat că în aproape fiecare sistem stelar planetele se aliniază în același mod. Să încercăm să ne dăm seama cu ce este legat acest lucru.
Până în prezent, oamenii de știință au calculat orbitele planetelor cu o precizie uimitoare. Ei au descoperit că corpurile cerești se învârt în jurul Soarelui în același plan bidimensional, cu o diferență de cel mult 7 °.
Mai mult, dacă eliminați din această ecuație Mercur - planeta cea mai apropiată de Soare - devine vizibil cât de adevărat este ordonat totul celelalte: unele abateri de la planul constant al sistemului solar nu sunt mai mult de două grade.
Cele opt planete ale sistemului solar rotesc în jurul soarelui într-un plan aproape identic - un plan neschimbat. Acest lucru este tipic pentru celebrele sisteme de stele / Joseph Boyle.
În plus, planetele se învârt în jurul Soarelui în aceeași direcție în care se rotește în jurul axei sale. După cum ați putut ghici, axa de rotație a Soarelui este, de asemenea, la o distanță de 7 ° față de orbitele tuturor planetelor din sistem.
Cu toate acestea, este dificil să ne imaginăm că totul s-a dovedit în acest fel de unul singur și nu cineva din exterior a stors toate corpurile într-un singur sistem și i-a făcut să se miște într-un singur plan. Intuitiv, s-ar putea presupune că orbitele ar trebui să fie orientate la întâmplare, deoarece gravitația funcționează la fel în toate cele trei dimensiuni (spațiale). De asemenea, este mai probabil să presupunem formarea unui roi de resturi de materie decât un set ordonat de cercuri ideale. Cert este că, dacă te îndepărtezi foarte departe de Soare - mai departe de planetele și asteroizii, mai departe de cometa Halley și altele asemenea, mergi chiar dincolo de centura Kuiper - asta este exact ceea ce vei vedea.
Atunci de ce planetele au sfârșit în același disc? De ce sunt toate localizate în același avion și nu zboară la întâmplare în jurul stelei? Pentru a înțelege acest lucru, trebuie să vă întoarceți la vremea când soarele tocmai începea să se formeze dintr-unul dintre norii moleculari de gaz din care se formează toate stelele din univers.
Video promotional:
Un nor molecular mare, care este abundent în Calea Lactee și în alte galaxii ale grupului local, se va rupe, se va prăbuși și va crea în timp, noi stele masive / Yuri Beletsky / Observatorul Las Campanas / Instituția Carnegie pentru Știință / J. Alves / M. Lombardi / CJ Lada.
Când un nor molecular devine suficient de masiv, legat gravitațional și suficient de rece pentru a se contracta și a se prăbuși sub propria sa gravitație - cum ar fi nebuloasa Tubului (stânga sus) - formează regiuni destul de dense în care apar noi grupuri de stele (indicate de cercurile din imagine, în colțul din dreapta sus).
Veți observa imediat că această nebuloasă, ca orice similară cu ea, nu are o formă sferică ideală, este mai degrabă neobișnuit de alungită. Gravitatea nu tolerează imperfecțiunile și datorită faptului că aceasta este o forță inerțială care se mărește de patru ori cu fiecare scădere a distanței până la un obiect masiv la jumătate, percepe chiar mici diferențe în forma inițială și le îmbunătățește semnificativ într-un timp scurt.
Rezultatul este o nebuloasă formată de stele cu o formă asimetrică: stelele din ea se formează în regiuni cu cea mai mare densitate de gaz. Dar dacă ne uităm în interiorul său și privim stele individuale, vom vedea că sunt sfere aproape ideale - precum Soarele.
Cu toate acestea, deoarece nebuloasa însăși a devenit asimetrică, astfel stelele individuale care s-au format în ea au fost formate din grupuri asimetrice superdense. Aceste grupuri se prăbușesc într-una din cele trei dimensiuni și, din moment ce substanța din care suntem compuși, atomii, nucleii atomici și electronii, este atrasă de sine și interacționează atunci când se ciocnește cu o altă substanță, rezultatul este un disc alungit al materiei. Da, gravitația va trage cea mai mare parte spre centrul discului unde se va forma steaua, dar ceea ce oamenii de știință numesc un disc protoplanetar se va forma în jurul acesteia. Și datorită telescopului spațial Hubble, am putut vedea aceste discuri direct.
Acesta este primul tip de indiciu care indică faptul că rezultatul final este ceva ordonat într-un singur plan. Pentru a trece la următorul pas, va trebui să apelăm la simulări, întrucât nu am existat suficient de mult și pur și simplu nu am avut timp să observăm acest fenomen - și durează aproximativ un milion de ani - într-un sistem de vedete tinere.
După ce discul protoplanetar este „aplatizat” într-o singură dimensiune, acesta va continua să se micșoreze cu tot mai multă materie intrând în centrul său. Dar, în ciuda faptului că cea mai mare parte a materialului va fi concentrată în el, o mare parte din gaz și praf vor fi eliberate în orbite rotative stabile din acest disc.
Conform simulărilor, aglomerațiile asimetrice de materie se micșorează mai întâi într-o singură dimensiune și apoi încep să se rotească. În acest plan se formează planetele / C. Burrows / J. Krist / K. Stabelfeldt / NASA.
De ce? Există o cantitate fizică care trebuie conservată: moment unghiular, care ne spune cât de mult se rotește întregul sistem - gaz, praf, o stea și orice altceva. Modul în care funcționează momentul unghiular și modul în care este distribuit în mod egal între toate particulele din sistem, indică faptul că tot ceea ce este pe disc ar trebui să se deplaseze, aproximativ vorbind, într-o direcție - în sensul acelor de ceasornic sau în sensul acelor de ceasornic. În timp, acest disc va atinge dimensiuni și densități stabile și atunci mici instabilități gravitaționale vor începe să transforme aceste instabilități în planete.
Desigur, există mici diferențe între părțile discului, precum și mici diferențe în condițiile inițiale. O stea care se formează în centru nu este un singur punct, ci mai degrabă un obiect extins - aproximativ un milion de kilometri în diametru. Când adăugați toate aceste părți împreună, nu veți obține un plan ideal, dar va ieși ceva foarte aproape de acesta. De fapt, recent am găsit primul sistem planetar în afara solarului, în care am putut observa formarea de planete tinere în același plan.
Un disc protoplanetar în jurul tinerei stele HL Taurus. Lacunele discului indică prezența de noi planete / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.
Tânăra stea HL Taurus, situată la aproximativ 450 de ani lumină de Pământ, este înconjurată de un disc protoplanetar. Steaua în sine este estimată să aibă aproximativ un milion de ani. Evident, acesta este un disc, în care totul este în același plan, dar există „rupturi” întunecate în el. Fiecare dintre aceste pauze corespunde unei planete tinere care a atras toată materia din vecinătatea sa. Încă nu se știe care dintre ele se vor uni în cele din urmă, care vor fi aruncate de pe disc și care se vor deplasa în interiorul acestuia și vor fi absorbite de steaua părinte. Între timp, am avut ocazia să observăm un moment de cotitură în dezvoltarea unui sistem stelar tânăr. Și deși oamenii de știință anterioare au putut observa planetele tinere, nu a fost posibil să studieze această etapă. Toate etapele formării unui sistem stelar sunt uimitoare și corespund aceleiași povești.
Dar de ce planetele sunt în același plan? Deoarece sunt formate dintr-un nor de gaz asimetric, care mai întâi se prăbușește în cea mai scurtă direcție, apoi substanța „se plată” și „se lipește” de ea însăși, apoi se contractă spre centru. Dar, în loc să cadă asupra lui, începe să se învârtă în jurul lui. Drept urmare, planetele se formează din neomogenitățile din acest disc tânăr, care continuă să se rotească în același plan cu o diferență de câteva grade.
Acesta este unul dintre cazurile în care observațiile și simulările bazate pe calcule teoretice sunt surprinzător de consistente între ele. Deci, oriunde te-ai afla în Univers, orice planete din jurul oricărei stele se vor roti întotdeauna în același plan.
Vladimir Guillen
