Nastanek Sončevega sistema

od Franka Crarya, CU Boulder

Tu je kratek opis sedanje teorije o dogodkih v zgodnji zgodovini sončnega sistema:

1. Oblak medzvezdnega plina in/ali prahu ("solarna meglica") se začne "vznemirjati" in sesedati pod svojo lastno gravitacijo. To motenje bi lahko bilo posledica udarnega vala bližnje supernove.
2. Ko se oblak seseda, se segreva in stiska v središču. Dovolj se segreje, da se prah upari. Prvotno sesedanje traja verjetno manj kot 100.000 let.
3. Središče se dovolj stisne, da postane protozvezda, ostali plin pa kroži/plava okoli nje. Večino tega plina plava navznoter in dodaja maso nastajajoči zvezdi, vendar pa se plin tudi vrti. Zato centrifugalna sila zaradi tega preprečuje, da bi del plina dosegel zvezdo. Tako nastane "akrecijski disk" okoli zvezde. Disk oddaja energijo in se ohlaja.
4. Prva prelomnica. Odvisno od podrobnosti, plin okoli zvezde/protozvezde je lahko nestabilen in se začne stiskati pod lastno gravitacijo. To ustvari dvojno zvezdo. Če ne, potem...
5. ... se plin dovolj ohladi, da se kondenzirajo kovine, kamnine in (če je oddaljenost od zvezde dovolj velika) led v majhne delce (nekaj plina se spremeni nazaj v prah). Kovine se kondenzirajo kmalu po nastanku akrecijskega diska (pred 4,55-4,56 milijard let, glede na meritve izotopov v nekaterih meteorjih), kamnine pa se kondenzirajo nekoliko kasneje (med 4,0 in 4,5 milijardam let).
6. Prašni delci se zaletavajo med sabo in nastajajo večji delci. To se nadaljuje, dokler delci ne dosežejo velikosti balvanov ali majhnih asteroidov.
7. Pospešena rast. Ko večji delci postanejo dovolj veliki, da imajo lastno gravitacijo, se njihova velikost pospešeno povečuje. Njihova gravitacija (četudi je precej majhna) jim daje prevlado nad majhnimi delci ter zelo hitro poberejo vse trdne snovi blizu svoje orbite. Kako veliki postanejo, je odvisno od razdalje od zvezde in gostote ter sestave protoplanetarne meglice. V sončnem sistemu pravijo teorije, da so to lahko veliki asteroidi velikosti Meseca v notranjem sončnem sistemu in ena do petnajst velikosti Zemlje v zunanjem sončnem sistemu. Obstaja lahko tudi velik skok v velikosti nekje med današnjimi orbitami Marsa in Jupitra: energija Sonca bi ohranjala led v obliki pare pri bližnjih razdaljah, zato bi bila trdna in zraščena snov bolj pogosta za kritično razdaljo od Sonca. Akrecija teh "planetezimalov" traja verjetno od nekaj sto tisoč do okoli dvajset milijonov let z zunanjim delom, ki bi nastajal najdlje.
8. Dve stvari in druga prelomna točka. Kako veliki so bili protoplaneti in kako hitro so nastajali? Okoli milijon let po začetku nastajanja sončnega sistema bi iz zvezde nastal zelo močan sončni veter, ki bi odstranil ves plin, ki je ostal v solarni meglici. Če bi bil protoplanet dovolj velik, bi njegova gravitacija potegnila vase plin in bi postal plinast velikan. Če ne, bi ostal kamnito ali ledeno telo.
9. Na tej točki je sončni sistem sestavljen le iz trdnih protoplanetarnih teles in plinastih velikanov. "Planetezimali" bi počasi trčili drug z drugim in postali masivnejši.
10. Končno po deset do sto milijonih letih dobimo okoli deset planetov v stabilnih orbitah, to pa je sončni sistem. Ti planeti in njihove površine so lahko zelo spremenjene z zadnjim, velikim trkom, ki ga doživijo (npr. večinoma kovinska struktura Merkurja ali Lune).

Opomba: to je bila teorija formacije planetov, ki je veljala pred odkritjem izvensolarnih planetov. Odkritja ne potrjujejo tega, kar pove teorija. To bi lahko bilo površno opazovanje (nenavadne sončne sisteme bi lahko lažje odkrili z Zemlje) ali pa problemi s teorijo (verjetno z le nekaterimi točkami, ne pa z glavnimi smernicami.)