 |
|
 |
|
| Отзывы читателей |
| Давайте обсудим |
| Поиск по газете |
| О газете |
|
|
|
 |
|
|
<< Май 2008 >> |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
| 5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| 12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
| 19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
| 26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 
|
|
|
Есть мнение |
|
|
ОБРАЗОВАНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ДРУГИХ ПЛАНЕТНЫХ И ЗВЕЗДНЫХ СИСТЕМ
В.М.Прокофьев, сотрудник ТРИНИТИ
Исследования, проделанные за последние десятилетия, дали много новых знаний о планетах Солнечной системы (Далее - СС. - Прим. ред.). Это позволяет нам достичь более глубокого понимания её строения и эволюции. Исследования говорят, что звезды, сопровождаемые свитой планет, не редкое, а вполне обычное явление во Вселенной. Если планетные системы - обычное явление, то и физические условия для их образования должны быть самыми обычными. Мы должны стремиться к созданию общей теории, объясняющей происхождение планет, звезд, планетных и звездных систем вообще, а не только СС.
В большинстве работ по образованию СС принимается, что образование Солнца и планет происходило в течение сравнительно короткого времени (200-400 млн. лет) из одного протяженного газопылевого облака путем его сгущения и сжатия. Размеры этого облака превышали размеры современной СС. При одновременном образовании путем аккумуляции всех планет в системе их возрасты будут близкими. Принято считать, что орбиты планет в СС стационарны, т.е. современные орбиты планет близки к орбитам, на которых они образовались.
Однако в последнее время появляются работы (Хиллс, Овенден, Ю.А.Рябов), в которых стационарность СС ставится под сомнение. Автор этой статьи также считает, что планетные и кратные звездные системы динамически не стационарны. В результате сил приливного взаимодействия в системах, потери массы звездами и других причин происходит постепенное удаление по спирали планет от звезд (спутников от планет), а также звезд друг от друга (в кратных системах).
Образование планет и их рост может происходить около уже образовавшихся звезд, последовательно одна за другой, в течение длительного времени эволюции звезд с постепенным удалением планет от звезд. Образование планет происходит на сравнительно небольшом расстоянии от звезд, равном примерно 20-25 радиусам звезд и зависящем от массы, светимости, скорости вращения и других параметров звезд. Планеты образуются из материи, выбрасываемой звездами в процессе их эволюции, а также захватываемой ими газопылевой материи при движении вокруг центров галактик. Основной рост планет и их образование происходит в местах наибольшего скопления материи, какими являются облака в спиральных рукавах галактик и газово-пылевых комплексах.
Если звезда имеет планетную систему, то в результате захвата системой межзвездной газопылевой материи и роста тел в системе большие планеты могут перерастать в звезды, а их спутники - в планеты.
Вследствие захвата и выбрасывания вещества молодой звездой на определенных расстояниях от звезды может образовываться и все время пополняться газопылевое, частично ионизованное, дискообразное облако определенных размеров, обращающееся вокруг звезды с большой скоростью в направлении вращения звезды. На ранних стадиях своей эволюции молодые звезды имеют тенденцию терять массу с большой скоростью.
На близком расстоянии от звезды, где гравитационная неустойчивость мала, за достаточно короткое время должны возникать тела значительных размеров путем прямого роста частиц в результате их объединения при столкновениях. Низкая плотность газа способствует их эффективному слипанию. Следовательно, проблемы роста малых тел (до 50 км), по предположению некоторых ученых, при таких условиях не существует. Пока размеры тел не превышают нескольких километров, относительные скорости тел малы. Столкновения тел происходят практически без дроблений и завершаются их объединением. Наиболее крупный зародыш поглощает все мелкие вблизи своей орбиты и растет в результате объединения мелких.
Если активность звезды большая, то выбрасываемое звездой вещество будет иметь большие скорости. Вещество со скоростями меньше параболической будет уменьшать скорость до нуля на конечном расстоянии от звезды. Но если на этом конечном расстоянии есть поглотитель выбрасываемой массы (зародыш планеты), то выбрасываемая масса будет поглощаться им. Следовательно, образующийся около звезды в области наибольшего скопления материи зародыш планеты будет постепенно расти за счет материи, выбрасываемой звездой, и захватываемой межзвездной материи. Так как пополнение материей облака будет происходить непрерывно и длительно, то рост планеты будет происходить так же постепенно и длительно. Пока планета находится в зоне наибольшего скопления материи, происходит ее интенсивный рост. При удалении планеты от звезды и смещения за зону наибольшего скопления материи ее рост замедляется. С удалением планеты от звезды за зону наибольшего скопления материи в этой зоне снова образуется обращающееся газопылевое облако повышенной плотности и возникают условия для образования новой планеты. Время образования каждой планеты зависит от скорости удаления планет, а следовательно, от соотношения масс звезды и планеты. При большой скорости потери массы звездой и быстром росте планеты за счет выбрасываемого и захватываемого вещества скорость удаления планеты от звезды будет больше, а время между образованием каждой планеты будет соответственно меньше. С увеличением массы звезды время образования каждой планеты будет уменьшаться. Скорость роста образующейся планеты и ее состав будут определяться количеством и составом захватываемой и выбрасываемой звездой материи в период образования планеты, а также скоростью удаления планеты от звезды.
При последовательном образовании всех планет в СС суммарное время образования планет могло составить до 3,0-3,5 млрд. лет. Каждая планета образуется из материи, выбрасываемой звездой (Солнцем) в процессе эволюции после образования звезды (Солнца), и захватываемой газопылевой материи при движении вокруг центра Галактики.
Скорость роста каждой образующейся планеты, ее состав, величина, плотность и другие ее параметры будут определяться эволюцией звезды, количеством и составом выбрасываемой и захватываемой материи в период образования и роста каждой планеты и будут отличны друг от друга. Вполне закономерен рост плотности планет от внешних, ранее образовавшихся, к внутренним, которые образовались значительно позже.
Наблюдающаяся асимметрия в строении поверхностей и недр всех внутренних планет (Меркурий, Марс, Земля), ранее никем не объяснённая, по мнению автора, объяснима тем, что каждая из внутренних планет формировалась вблизи Солнца и в течение продолжительного времени эволюции при обращении вокруг Солнца из-за приливных сил была повернута к Солнцу одной стороной, т.е. обращалась синхронно. Сторона, обращенная к Солнцу, имела значительно более высокую температуру, чем противоположная сторона, что вместе с приливными силами оказывало соответствующее влияние на протекающие процессы как внутри планеты, так и на ее поверхности. Из-за асимметричности нагрева и приливных сил со стороны Солнца процессы роста планеты, гравитационной дифференциации вещества и образование ядра планеты, химических превращений, вулканические процессы и другие изменения протекали также асимметрично, пока планета находилась недалеко от Солнца.
На далеком расстоянии от Солнца его влияние ослабевает, планета приобретает вращение, и на планете начинает протекать глобальная дифференциация вещества в объеме всей планеты, но начальная асимметрия влияет на все дальнейшие эволюционные процессы.
Время образования планетной системы будет ограниченным и зависящим от массы и скорости вращения звезды. Период обращения образующейся около звезды планеты на расстоянии наибольшего скопления материи должен быть не меньше периода вращения звезды.
Для звезд с массой, равной или близкой к солнечной, ближайшее расстояние от звезды, на котором накапливается материя и зарождаются планеты, примерно равно 12-15 млн. км, что значительно больше предела Роша и близко к верхней границе испарения твердых частиц. Период обращения планет на таком расстоянии составит около 12 дней, а скорость обращения - около 95 км/сек. Последняя, самая молодая планета СС - Меркурий - должна была образоваться, когда Солнце вращалось с периодом, близким к 12 дням (примерно 3,0 млрд. лет назад). После этого образование планет в Солнечной системе стало невозможным. Звезды главной последовательности с массой, близкой к солнечной, наблюдаемые в молодых скоплениях, вращаются с периодами, близкими к одним суткам. В результате эволюции Солнца период его обращения увеличился и составляет в настоящее время ~ 27,3 суток.
По нескольким литературным источникам, возраст самых древних пород на Земле оценивается в 3,7-3,8 млрд. лет. Возраст большинства метеоритов составляет до 4,5 млрд. лет. Источником большинства метеоритов, выпадающих на Землю и другие планеты, служит в основном пояс астероидов и метеоритов, расположенный между Марсом и Юпитером. Возраст самой древней породы Луны оказался 4,5 млрд. лет. В настоящее время принято считать, что возраст планет в СС близок друг к другу и к возрасту Солнца, исходя из ранее рассматриваемых моделей одновременного образования планет в системе. Возраст планет с их образованием оценивается в 4,5-4,6 млрд. лет, а возраст СС - до 5,0 млрд. лет. Как полагают многие ученые, Луна была захвачена Землей уже в готовом виде. Как отмечает М.М.Ньето, геологические данные, полученные экспедициями "Апполон", указывают на раздельное образование Земли и Луны.
Исходя из возраста и плотности Луны, она может быть телом, родственным астероидам и метеоритам, и представлять собой, по мнению автора, бывший спутник распавшейся планеты Фаэтон. Тогда возраст Луны будет близок к возрасту тех метеоритов, которые попадают в окрестности Земли из пояса астероидов. Ранее орбиты Земли и распавшейся планеты Фаэтон были ближе друг к другу, и вероятность захвата Луны Землей после распада планеты Фаэтон была больше.
Мы совершали ошибку, приравнивая возраст Земли к возрасту метеоритов, распространив этот возраст на все планеты Солнечной системы. Возраст некоторых метеоритов (более 5,0 млрд. лет) может указывать на возраст наиболее старых планет и, возможно, ядер старых комет в Солнечной системе. Различие в возрастах для многих метеоритов и Луны (~4,5 млрд. лет) и земных пород (3,7-3,8 млрд. лет) может указывать на то, что время между образованием Земли и распавшейся планеты Фаэтон и Луны составляет от 700 до 800 млн. лет, а среднее время между образованием внутренних планет составляло от 350 до 400 млн. лет. Это время близко к двум периодам обращения Солнца вокруг центра Галактики. Плотность Луны (3,35 г/см3) меньше плотности Марса, но больше плотности Юпитера, что не противоречит вышесказанному.
Если принять возраст Меркурия близким к 3,0 млрд. лет, Венеры ~3,4 млрд. лет, Марса ~4,2 млрд. лет, а среднее время образования каждой внутренней планеты ~400 млн. лет, то возраст СС при образовании по варианту 2 близок, примерно, к 5,3-5,5 млрд. лет, а по варианту 3 -к 6,0 млрд. лет.
Земля в прошлом имела такую же мощную атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа и азота, какую имеет Венера в настоящее время. Содержание углекислоты в атмосфере Земли уменьшалось со временем. К концу протерозойской эры (600-650 млн. лет назад) количество углекислоты в атмосфере Земли стало значительно уменьшаться и атмосфера стала приобретать черты азотно-кислородной.
Очень плотная атмосфера Венеры (~90 атм.) в настоящее время состоит из углекислого газа (96%), азота, кислорода и водяных паров.
Марс прошел в прошлом (300-400 млн. лет назад) стадию похожего развития, на которой находится в настоящее время Земля. Из-за меньших размеров Марс не обладал такой мощной атмосферой, гидросферой и магнитным полем, какими обладает сейчас Земля, но жизнь на Марсе в какой-то форме, вероятно, существовала. Когда Марс был ближе к Солнцу, то условия для жизни на планете были более благоприятны, чем сейчас. Из-за удаленности Марса от Солнца и разреженной атмосферы температура на планете в настоящее время значительно ниже, чем на Земле. Вода на поверхности Марса находится в основном в замерзшем состоянии. В прошлом на Марсе было много воды в свободном состоянии, на это указывают русла бывших рек большой длины, обнаруженных с космических аппаратов.
Все это говорит о том, что Марс в прошлом имел большую активность, более высокие температуры и прошел большой эволюционный путь развития. Разреженная атмосфера на Марсе состоит из углекислого газа (95%), азота (2,5%), аргона (1,5%), остальное - кислород, водяной пар и угарный газ. Обнаружены также следы метана и аммиака.
Существование в прошлом на Марсе воды в свободном состоянии (как и состав и изменение атмосферы Земли в прошлом) и состав атмосферы Венеры также подтверждают предлагаемую гипотезу последовательного образования планет и их последующего удаления от Солнца. Это не может быть объяснено исходя из старых гипотез одновременного образования всех планет Солнечной системы.
(Окончание следует.)
10.08.2001
Написать отзыв
Прочитать все отзывы
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
