أحد أكثر الأسئلة التي يطرحها علماء الفلك هي: كيف وصلت شمسنا وكواكبنا إلى هنا؟ إنه سؤال جيد ويجيب عليه الباحثون وهم يستكشفون النظام الشمسي. لم يكن هناك نقص في النظريات حول ولادة الكواكب على مر السنين. هذا ليس مفاجئًا بالنظر إلى أنه لقرون كان يعتقد أن الأرض هي مركز الكل كونناهيك عن نظامنا الشمسي. وبطبيعة الحال ، أدى هذا إلى سوء تقدير لأصولنا. أشارت بعض النظريات المبكرة إلى أن الكواكب كانت بصق خارج الشمس وتصلبها. اقترح آخرون ، أقل علمية ، أن بعض الإله خلق ببساطة النظام الشمسي من لا شيء في غضون "أيام" قليلة. ومع ذلك ، فإن الحقيقة أكثر إثارة ولا تزال قصة مليئة ببيانات الرصد.
كما فهمنا لمكاننا في المجرة نمت ، قمنا بإعادة تقييم مسألة بداياتنا ، ولكن من أجل تحديد الحقيقة أصل النظام الشمسي ، يجب علينا أولاً تحديد الشروط التي يجب أن تكون عليها مثل هذه النظرية يجتمع.
خصائص نظامنا الشمسي
يجب أن تكون أي نظرية مقنعة لأصول نظامنا الشمسي قادرة على شرح الخصائص المختلفة فيها بشكل كافٍ. تشمل الشروط الأساسية التي يجب شرحها ما يلي:
- وضع الشمس في مركز النظام الشمسي.
- موكب الكواكب حول الشمس في اتجاه عكس عقارب الساعة (كما يُرى من فوق القطب الشمالي للأرض).
- وضع العوالم الصخرية الصغيرة (الكواكب الأرضية) الأقرب إلى الشمس ، مع خروج عمالقة الغاز الكبيرة (كواكب جوفيان).
- حقيقة أن جميع الكواكب يبدو أنها تشكلت في نفس الوقت تقريبًا مع الشمس.
- التركيب الكيميائي للشمس والكواكب.
- وجود ال مذنبات والكويكبات.
تحديد النظرية
تُعرف النظرية الوحيدة حتى الآن التي تلبي جميع المتطلبات المذكورة أعلاه باسم نظرية السديم الشمسي. هذا يشير إلى أن النظام الشمسي وصل إلى شكله الحالي بعد انهياره من سحابة غاز جزيئية قبل حوالي 4.568 مليار سنة.
في جوهرها ، انزعجت سحابة غاز جزيئي كبيرة ، قطرها عدة سنوات ضوئية ، من حدث قريب: إما انفجار مستعر أعظم أو نجم عابر يخلق اضطرابًا جاذبيًا. تسبب هذا الحدث في أن تبدأ مناطق السحابة في التكتل معًا ، حيث يكون الجزء المركزي من السديم هو الأكثر كثافة ، وينهار في كائن واحد.
يحتوي هذا الجسم الذي يحتوي على أكثر من 99.9 ٪ من الكتلة ، رحلته إلى غطاء النجوم من خلال أن يصبح أولاً بروستوستار. على وجه التحديد ، يعتقد أنها تنتمي إلى فئة من النجوم تعرف باسم نجوم T Tauri. تتميز هذه النجوم المسبقة بسحب الغاز المحيط التي تحتوي على ما قبل الكواكب شيء مع معظم الكتلة الموجودة في النجم نفسه.
أما بقية المادة الموجودة في القرص المحيط فقد وفرت لبنات البناء الأساسية للكواكب والكويكبات والمذنبات التي ستتشكل في النهاية. بعد حوالي 50 مليون سنة من تحريض موجة الصدمة الأولية على الانهيار ، أصبح قلب النجم المركزي ساخنًا بما يكفي لإشعاله الاندماج النووي. يوفر الاندماج ما يكفي من الحرارة والضغط بحيث يوازن كتلة وخطورة الطبقات الخارجية. في تلك المرحلة ، كان النجم الرضيع في حالة توازن هيدروستاتيكي ، وكان الجسم رسمياً نجمًا ، شمسنا.
في المنطقة المحيطة بالنجم الوليد ، اصطدمت كرات صغيرة ساخنة من المواد معًا لتكوين "عوالم" أكبر وأكبر تسمى الكواكب الصغيرة. في النهاية ، أصبحت كبيرة بما يكفي ولديها "جاذبية ذاتية" كافية لافتراض أشكال كروية.
عندما كبروا وأكبر ، شكلت هذه الكواكب الكواكب. ظلت العوالم الداخلية صخرية حيث اجتاحت الرياح الشمسية القوية من النجم الجديد الكثير من الغازات السديمية إلى مناطق أكثر برودة ، حيث تم التقاطها من قبل كواكب جوفيان الناشئة. واليوم ، لا تزال بعض بقايا تلك الكواكب الصغيرة والبعض الآخر كويكبات طروادة التي تدور على نفس مسار الكوكب أو القمر.
في نهاية المطاف ، تباطأ تراكم المادة من خلال التصادمات. افترضت مجموعة الكواكب المشكلة حديثًا مدارات مستقرة ، وهاجر بعضها باتجاه النظام الشمسي الخارجي.
نظرية السديم الشمسي وأنظمة أخرى
أمضى علماء الكواكب سنوات في تطوير نظرية تتوافق مع بيانات المراقبة لنظامنا الشمسي. يوضح توازن درجة الحرارة والكتلة في النظام الشمسي الداخلي ترتيب العوالم التي نراها. يؤثر عمل تكوين الكوكب أيضًا على كيفية استقرار الكواكب في مداراتها النهائية ، وكيف يتم بناء العوالم ثم تعديلها عن طريق التصادم المستمر والقصف.
ومع ذلك ، وبينما نلاحظ أنظمة شمسية أخرى ، نجد أن هياكلها تختلف اختلافًا كبيرًا. إن وجود عمالقة غاز كبيرة بالقرب من نجمهم المركزي لا يتفق مع نظرية السديم الشمسي. ربما يعني ذلك أن هناك بعض الإجراءات الديناميكية التي لم يأخذها العلماء في الحسبان في النظرية.
يعتقد البعض أن بنية نظامنا الشمسي هي فريدة من نوعها ، وتحتوي على بنية أكثر صلابة بكثير من غيرها. وهذا يعني في نهاية المطاف أنه ربما لم يتم تحديد تطور الأنظمة الشمسية بدقة كما اعتقدنا ذات مرة.