Tóm tắt

Hệ mặt trời và nguồn gốc của nó

Giới thiệu

hành tinh mặt trời trên cạn

Hệ mặt trời bao gồm một thiên thể trung tâm - ngôi sao của Mặt trời, 9 hành tinh lớn quay quanh nó, các vệ tinh của chúng, nhiều hành tinh nhỏ - tiểu hành tinh, nhiều sao chổi và môi trường liên hành tinh. Các hành tinh lớn được sắp xếp theo thứ tự khoảng cách tính từ Mặt trời như sau: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương, Sao Diêm Vương. Một trong vấn đề quan trọng liên quan đến việc nghiên cứu hệ hành tinh của chúng ta - vấn đề về nguồn gốc của nó. Giải pháp cho vấn đề này có ý nghĩa khoa học, tư tưởng và triết học tự nhiên. Trong nhiều thế kỷ và thậm chí nhiều thiên niên kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng tìm hiểu về quá khứ, hiện tại và tương lai của Vũ trụ, bao gồm cả hệ mặt trời.

Mụcnghiên cứu tác phẩm này: Hệ mặt trời, nguồn gốc của nó.

Mục đích của công việc:nghiên cứu cấu trúc và đặc điểm của Hệ Mặt trời, mô tả đặc điểm nguồn gốc của nó.

Mục tiêu công việc:xem xét các giả thuyết khả thi về nguồn gốc của Hệ Mặt trời, mô tả đặc điểm các vật thể của Hệ Mặt trời, xem xét cấu trúc của Hệ Mặt trời.

Sự liên quan của công việc:Hiện tại người ta tin rằng hệ mặt trời đã được nghiên cứu khá kỹ lưỡng và không có bất kỳ bí mật nghiêm trọng nào. Tuy nhiên, các nhánh vật lý vẫn chưa được tạo ra để có thể mô tả các quá trình xảy ra ngay sau Vụ nổ lớn; không thể nói gì về những nguyên nhân dẫn đến nó; bản chất vật lý vật chất tối. Hệ mặt trời là ngôi nhà của chúng ta nên cần quan tâm đến cấu trúc, lịch sử và triển vọng của nó.

1. Nguồn gốc của Hệ Mặt Trời

.1 Những giả thuyết về nguồn gốc của hệ mặt trời

Lịch sử khoa học biết đến nhiều giả thuyết về nguồn gốc của hệ mặt trời. Những giả thuyết này xuất hiện trước khi nhiều người biết đến. mẫu quan trọng Hệ mặt trời. Ý nghĩa của giả thuyết đầu tiên là họ đã cố gắng giải thích nguồn gốc thiên thể là kết quả của một quá trình tự nhiên chứ không phải là một hành động sáng tạo thần thánh. Ngoài ra, một số giả thuyết ban đầu chứa đựng những ý tưởng đúng đắn về nguồn gốc của các thiên thể.

Ở thời đại chúng ta, có hai lý thuyết khoa học chính về nguồn gốc của Vũ trụ. Theo lý thuyết trạng thái ổn định, vật chất, năng lượng, không gian và thời gian luôn tồn tại. Nhưng câu hỏi ngay lập tức được đặt ra: tại sao hiện nay không ai có thể tạo ra vật chất và năng lượng?

Lý thuyết phổ biến nhất về nguồn gốc của Vũ trụ, được hầu hết các nhà lý thuyết ủng hộ, là lý thuyết vụ nổ lớn.

Lý thuyết Big Bang được đề xuất vào những năm 20 của thế kỷ 20 bởi các nhà khoa học Friedman và Lemaitre. Theo lý thuyết này, Vũ trụ của chúng ta từng là một khối vô cùng nhỏ, siêu đậm đặc và bị nung nóng đến nhiệt độ rất cao. Đội hình không ổn định này đột nhiên bùng nổ, không gian nhanh chóng giãn nở và nhiệt độ của các hạt năng lượng cao đang bay bắt đầu giảm. Sau khoảng một triệu năm đầu tiên, các nguyên tử hydro và heli trở nên ổn định. Dưới tác dụng của trọng lực, các đám mây vật chất bắt đầu tập trung lại. Kết quả là các thiên hà, ngôi sao và các thiên thể khác được hình thành. Các ngôi sao già đi, siêu tân tinh phát nổ, sau đó các nguyên tố nặng hơn xuất hiện. Chúng hình thành nên những ngôi sao thuộc thế hệ sau, chẳng hạn như Mặt trời của chúng ta. Để làm bằng chứng cho thấy một vụ nổ lớn đã xảy ra cùng một lúc, họ nói về sự dịch chuyển màu đỏ của ánh sáng từ các vật thể nằm trên khoảng cách xa và bức xạ nền vi sóng.

Trên thực tế, lời giải thích về việc mọi chuyện bắt đầu như thế nào và ở đâu vẫn còn chưa rõ ràng. vấn đề nghiêm trọng. Hoặc không có gì có thể bắt đầu mọi thứ - không chân không, không bụi bặm, không thời gian. Hoặc một cái gì đó đã tồn tại, trong trường hợp đó nó cần một lời giải thích.

Một vấn đề lớn với lý thuyết vụ nổ lớn là làm thế nào bức xạ năng lượng cao nguyên thủy lại phân tán thành các mặt khác nhau, có thể kết hợp thành các cấu trúc như sao, thiên hà và cụm thiên hà. Lý thuyết này giả định sự có mặt nguồn bổ sung khối lượng cung cấp các giá trị tương ứng của lực hấp dẫn. Sự việc chưa bao giờ được phát hiện có tên là Lạnh lùng vật chất tối. Để các thiên hà hình thành, vật chất như vậy phải chiếm tới 95-99% Vũ trụ.

Kant phát triển một giả thuyết cho rằng, lúc đầu, không gian vũ trụ chứa đầy vật chất ở trạng thái hỗn loạn. Dưới tác dụng của lực hút và lực đẩy, vật chất biến đổi theo thời gian thành những dạng đa dạng hơn. Các nguyên tố có mật độ lớn hơn, theo định luật vạn vật hấp dẫn, thu hút những nguyên tố ít đậm đặc hơn, kết quả là các khối vật chất riêng biệt được hình thành. Dưới tác dụng của lực đẩy chuyển động thẳng các hạt về trọng tâm được thay thế bằng một hạt tròn. Do sự va chạm của các hạt xung quanh các cụm riêng lẻ, các hệ hành tinh được hình thành.

Một giả thuyết hoàn toàn khác về nguồn gốc của các hành tinh được Laplace đưa ra. Ở giai đoạn đầu phát triển, Mặt trời là một tinh vân khổng lồ, quay chậm. Dưới tác dụng của trọng lực, tiền mặt trời co lại và có hình dạng dẹt. Ngay khi lực hấp dẫn ở xích đạo được cân bằng bởi lực quán tính ly tâm, một vòng khổng lồ tách ra khỏi tiền mặt trời, nguội đi và vỡ thành các khối riêng biệt. Từ đó các hành tinh được hình thành. Sự tách vòng này xảy ra nhiều lần. Các vệ tinh của các hành tinh cũng được hình thành theo cách tương tự. Giả thuyết của Laplace không thể giải thích được sự phân bố lại động lượng giữa Mặt trời và các hành tinh. Đối với giả thuyết này và các giả thuyết khác về việc các hành tinh được hình thành từ khí nóng, trở ngại là như sau: một hành tinh không thể hình thành từ khí nóng, vì khí này giãn nở rất nhanh và tiêu tan trong không gian.

Vai trò lớn Các tác phẩm của người đồng hương Schmidt của chúng ta đã đóng một vai trò trong việc phát triển quan điểm về nguồn gốc của hệ hành tinh. Lý thuyết của ông dựa trên hai giả định: các hành tinh được hình thành từ một đám mây khí và bụi lạnh; đám mây này đã bị Mặt trời chụp lại khi nó quay quanh trung tâm Thiên hà. Dựa trên những giả định này, có thể giải thích một số mô hình trong cấu trúc của Hệ Mặt trời - sự phân bố của các hành tinh theo khoảng cách so với Mặt trời, độ quay, v.v.

Có nhiều giả thuyết, nhưng trong khi mỗi giả thuyết giải thích rõ một phần của nghiên cứu thì lại không giải thích được phần còn lại. Khi phát triển một giả thuyết về vũ trụ học, trước tiên cần giải quyết câu hỏi: Vật chất mà cuối cùng hình thành các hành tinh đến từ đâu? Có ba lựa chọn có thể có ở đây:

1.Các hành tinh được hình thành từ cùng một đám mây khí và bụi như Mặt trời (I. Kant).

2.Đám mây hình thành các hành tinh bị Mặt trời bắt giữ trong quá trình nó quay quanh tâm Thiên hà (O.Yu. Schmidt).

3.Đám mây này tách khỏi Mặt trời trong quá trình tiến hóa của nó (P. Laplace, D. Jeans, v.v.)

1.2 Lý thuyết về nguồn gốc của Trái đất

Quá trình hình thành hành tinh Trái đất, giống như bất kỳ hành tinh nào, đều có những đặc điểm riêng. Trái Đất ra đời vào khoảng năm 5 109năm trước ở khoảng cách 1 a. e. từ Mặt trời. Khoảng 4,6-3,9 tỷ năm trước, nó bị bắn phá dữ dội bởi các mảnh vụn liên hành tinh và thiên thạch khi rơi xuống Trái đất, vật chất của chúng bị nung nóng và nghiền nát. Chất chính bị nén dưới tác dụng của trọng lực và có hình dạng một quả bóng, ở độ sâu của nó nóng lên. Quá trình trộn xảy ra phản ứng hóa học, những tảng đá silicat nhẹ hơn bị ép ra từ độ sâu lên bề mặt và hình thành nên lớp vỏ trái đất, trong khi những tảng nặng hơn vẫn ở bên trong. Sự nóng lên đi kèm với hoạt động dữ dội của núi lửa, hơi và khí bùng phát. Lúc đầu, các hành tinh trên mặt đất không có bầu khí quyển như Sao Thủy và Mặt Trăng. Sự kích hoạt các quá trình trên Mặt trời làm gia tăng hoạt động núi lửa, thủy quyển và khí quyển được sinh ra từ magma, mây xuất hiện và hơi nước ngưng tụ trong các đại dương.

Sự hình thành của các đại dương vẫn chưa dừng lại trên Trái đất cho đến ngày nay, mặc dù nó không còn là một quá trình chuyên sâu nữa. Lớp vỏ trái đất được đổi mới, núi lửa thải ra một lượng lớn carbon dioxide và hơi nước vào khí quyển. Bầu khí quyển sơ cấp của Trái Đất bao gồm chủ yếu là CO 2. Sự thay đổi mạnh mẽ về thành phần của khí quyển xảy ra khoảng 2 tỷ năm trước, nó gắn liền với sự hình thành thủy quyển và nguồn gốc của sự sống. Thực vật cacbonat hấp thụ phần lớn CO 2và bão hòa bầu khí quyển bằng O 2. Trong hơn 200 triệu năm qua, thành phần của bầu khí quyển trái đất hầu như không thay đổi. Tiền gửi chứng minh điều này than đá và các lớp trầm tích cacbonat dày trong đá trầm tích. Chúng chứa một lượng lớn carbon, trước đây là một phần của khí quyển dưới dạng CO2 và CO

Sự tồn tại của Trái đất được chia thành 2 thời kỳ: lịch sử sơ khai và lịch sử địa chất.

I. Lịch sử Trái đất sơ khai được chia thành ba giai đoạn: giai đoạn sinh ra, giai đoạn tan chảy của quả cầu bên ngoài và giai đoạn vỏ nguyên sinh (giai đoạn mặt trăng).

Giai đoạn sinh kéo dài 100 triệu năm. Trong giai đoạn hình thành, Trái đất đạt được khoảng 95% khối lượng hiện tại.

Giai đoạn tan chảy có niên đại từ 4,6-4,2 tỷ năm trước. Trái đất vẫn là một thiên thể vũ trụ lạnh lẽo trong một thời gian dài, chỉ đến cuối giai đoạn này, khi sự bắn phá dữ dội của các vật thể lớn bắt đầu, sự nóng lên mạnh mẽ và sau đó xảy ra sự tan chảy hoàn toàn của vật chất. vùng ngoài và vùng bên trong của hành tinh. Giai đoạn phân hóa trọng lực của vật chất bắt đầu: các nguyên tố nặng giảm dần, các nguyên tố nhẹ tăng lên. Vì vậy, trong quá trình phân hóa vật chất, các nguyên tố hóa học nặng (sắt, niken, v.v.) tập trung ở trung tâm Trái đất, từ đó hình thành lõi và lớp phủ Trái đất phát sinh từ các hợp chất nhẹ hơn. Silicon trở thành nền tảng cho sự hình thành các lục địa và các hợp chất hóa học nhẹ nhất đã hình thành nên các đại dương và bầu khí quyển của Trái đất. Bầu khí quyển trái đất ban đầu chứa rất nhiều hydro, heli và các hợp chất chứa hydro như metan, amoniac và hơi nước.

Giai đoạn mặt trăng kéo dài 400 triệu năm từ 4,2 đến 3,8 tỷ năm trước. Trong trường hợp này, việc làm nguội chất nóng chảy của quả cầu bên ngoài Trái đất đã dẫn đến sự hình thành lớp vỏ mỏng sơ cấp. Đồng thời, sự hình thành lớp granit của vỏ lục địa diễn ra. Các lục địa bao gồm các loại đá chứa 65-70% silic và một lượng đáng kể kali và natri. Đáy đại dương được lót bằng đá bazan - loại đá chứa 45-50% Si0 2 và giàu magie và sắt. Các lục địa được xây dựng bằng vật liệu ít đậm đặc hơn đáy đại dương.

II. Lịch sử địa chất - đây là thời kỳ phát triển của Trái đất với tư cách là một hành tinh nói chung, đặc biệt là lớp vỏ và môi trường tự nhiên của nó. Sau khi làm mát bề mặt trái đấtở nhiệt độ dưới 100°C, một khối nước lỏng khổng lồ hình thành trên đó, đây không phải là sự tích tụ đơn giản của nước tĩnh mà là nước hoạt động. lưu thông toàn cầu. Trái đất có khối lượng lớn nhất trong số các hành tinh thuộc hệ đất đá và do đó có năng lượng bên trong lớn nhất - năng lượng phóng xạ, lực hấp dẫn.

Do hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ bề mặt tăng lên, thay vì -23°C lại tăng lên +15°C. Nếu điều này không xảy ra, thì trong môi trường tự nhiên, nước ở dạng lỏng sẽ không chiếm 95% tổng lượng nước trong thủy quyển mà ít hơn nhiều lần.

Mặt trời cung cấp cho Trái đất lượng nhiệt cần thiết để duy trì nhiệt độ ở mức thích hợp. Cần lưu ý rằng thay đổi nhỏ Chỉ một vài phần trăm lượng nhiệt mà Trái đất nhận được từ Mặt trời sẽ dẫn đến những thay đổi mạnh mẽ về khí hậu Trái đất. Bầu khí quyển của trái đất đóng vai trò cực kỳ vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ trong giới hạn chấp nhận được. Nó hoạt động giống như một tấm chăn, ngăn nhiệt độ tăng quá cao vào ban ngày và nhiệt độ giảm quá nhiều vào ban đêm.

2. Thành phần của Hệ Mặt trời và các đặc điểm của nó

.1 Cấu trúc của Hệ Mặt trời

Các mô hình chính được quan sát thấy trong cấu trúc, chuyển động, tính chất của Hệ Mặt trời:

1. Quỹ đạo của tất cả các hành tinh (trừ quỹ đạo của Sao Diêm Vương) thực tế nằm trong cùng một mặt phẳng, gần như trùng với mặt phẳng xích đạo của mặt trời.
2. Tất cả các hành tinh đều quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo gần như tròn theo cùng một hướng, trùng với hướng quay của Mặt trời quanh trục của nó.
3. Hướng quay dọc trục của các hành tinh (ngoại trừ Sao Kim và Sao Thiên Vương) trùng với hướng quay của chúng quanh Mặt trời.
4. Tổng khối lượng của các hành tinh nhỏ hơn 750 lần so với khối lượng Mặt trời (gần 99,9% khối lượng của Hệ Mặt trời rơi vào Mặt trời), nhưng chúng lại chiếm tới 98% tổng động lượng góc của toàn bộ Hệ Mặt trời.
5. Các hành tinh được chia thành hai nhóm, khác nhau rõ rệt về cấu trúc và tính chất vật lý - hành tinh trên mặt đất và hành tinh khổng lồ.

Phần chính của hệ mặt trời được tạo thành từ các hành tinh.

Các hành tinh gần Mặt trời nhất (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa) rất khác so với 4 hành tinh tiếp theo. Chúng được gọi là các hành tinh đất đá vì giống như Trái đất, chúng được làm từ đá rắn. Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương được gọi là các hành tinh khổng lồ và bao gồm chủ yếu là hydro.

Ceres là tên của tiểu hành tinh lớn, có đường kính khoảng 1000 km.

Đây là những khối có đường kính không vượt quá vài km. Hầu hết các tiểu hành tinh quay quanh Mặt trời trong “vành đai tiểu hành tinh” rộng nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Quỹ đạo của một số tiểu hành tinh vượt xa vành đai này và đôi khi đến gần Trái đất.

Những tiểu hành tinh này không thể nhìn thấy bằng mắt thường vì kích thước của chúng quá nhỏ và chúng ở rất xa chúng ta. Nhưng các mảnh vụn khác - chẳng hạn như sao chổi - có thể nhìn thấy được trên bầu trời đêm do độ sáng chói của chúng.

Sao chổi là các thiên thể được cấu tạo từ băng, các hạt rắn và bụi. Hầu hết thời gian, sao chổi di chuyển ở khoảng cách xa trong hệ mặt trời của chúng ta và mắt người không thể nhìn thấy được, nhưng khi đến gần Mặt trời, nó bắt đầu phát sáng. Điều này xảy ra dưới ảnh hưởng của nhiệt mặt trời.

Thiên thạch là những thiên thạch lớn chạm tới bề mặt trái đất. Do sự va chạm của các thiên thạch khổng lồ với Trái đất trong quá khứ xa xôi, các miệng hố khổng lồ đã hình thành trên bề mặt của nó. Gần một triệu tấn bụi thiên thạch lắng xuống Trái đất mỗi năm.

2.2 Các hành tinh trên mặt đất

Đến số mẫu chung sự phát triển của các hành tinh đất đá bao gồm:

.Tất cả các hành tinh đều có nguồn gốc từ một đám mây khí và bụi (tinh vân).

1. Khoảng 4,5 tỷ năm trước, dưới tác động của sự tích tụ năng lượng nhiệt nhanh chóng, lớp vỏ bên ngoài của các hành tinh đã tan chảy hoàn toàn.
2. Do sự làm mát của các lớp bên ngoài của thạch quyển, một lớp vỏ được hình thành. Ở giai đoạn đầu của sự tồn tại của các hành tinh, sự phân biệt chất của chúng thành lõi, lớp phủ và lớp vỏ đã xảy ra.
3. Vùng bên ngoài của các hành tinh được phát triển riêng lẻ. Điều kiện quan trọng nhấtđây là sự hiện diện hay vắng mặt của bầu khí quyển và thủy quyển trên hành tinh.

Sao Thủy là hành tinh gần Mặt trời nhất trong hệ mặt trời. Khoảng cách từ Sao Thủy tới Mặt Trời chỉ là 58 triệu km. Sao Thủy là một ngôi sao sáng nhưng không dễ nhìn thấy nó trên bầu trời. Ở gần Mặt Trời nên Sao Thủy luôn được chúng ta nhìn thấy cách không xa đĩa năng lượng mặt trời. Do đó, nó chỉ có thể được nhìn thấy vào những ngày nó di chuyển ra xa Mặt trời ở khoảng cách lớn nhất. Người ta xác định rằng Sao Thủy có lớp vỏ khí rất hiếm, bao gồm chủ yếu là heli. Bầu khí quyển này ở trạng thái cân bằng động: mỗi nguyên tử helium tồn tại trong đó khoảng 200 ngày, sau đó nó rời khỏi hành tinh và một hạt khác từ plasma thay thế nó. gió mặt trời. Sao Thủy ở gần Mặt trời hơn nhiều so với Trái đất. Do đó, Mặt trời chiếu vào nó và nóng lên mạnh gấp 7 lần so với chúng ta. Về phía sao Thủy, trời nóng khủng khiếp, nhiệt độ ở đó tăng lên 400 VỀ trên không. Nhưng luôn ở bên màn đêm sương giá nghiêm trọng, có thể lên tới 200 VỀ dưới số không. Một nửa là sa mạc đá nóng, nửa còn lại là sa mạc băng giá được bao phủ bởi khí đóng băng.

Sao Kim là hành tinh gần Mặt trời thứ hai, có kích thước gần bằng Trái đất và khối lượng của nó bằng hơn 80% khối lượng Trái đất. Vì những lý do này, sao Kim được gọi là chị em sinh đôi của Trái đất. Tuy nhiên, bề mặt và bầu khí quyển của hai hành tinh này hoàn toàn khác nhau. Trên Trái đất có sông, hồ, đại dương và bầu không khí mà chúng ta hít thở. Sao Kim - thiêu đốt hành tinh nóng với bầu không khí dày đặc có thể gây tử vong cho con người. Sao Kim nhận được nhiều hơn gấp đôi từ Mặt trời nhiều ánh sáng hơn và nhiệt hơn Trái đất, với phía bóng tối trên sao Kim, sương giá chiếm ưu thế ở nhiệt độ hơn 20 độ dưới 0, vì tia nắng mặt trời không chiếu tới đây. Hành tinh này có bầu khí quyển rất dày đặc, sâu và nhiều mây, khiến chúng ta không thể nhìn thấy bề mặt hành tinh. Hành tinh này không có vệ tinh. Nhiệt độ khoảng 750 K trên toàn bộ bề mặt cả ngày lẫn đêm. Nguyên nhân dẫn đến nhiệt độ cao như vậy ở gần bề mặt Sao Kim là hiệu ứng nhà kính: tia nắng mặt trời dễ dàng xuyên qua các đám mây của khí quyển và làm nóng bề mặt hành tinh, nhưng nhiệt bức xạ hồng ngoại bề mặt tự thoát ra ngoài bầu khí quyển trở lại không gian một cách khó khăn. Bầu khí quyển của sao Kim bao gồm chủ yếu là carbon dioxide (CO 2) - 97%. Axit clohydric và axit flohydric được tìm thấy ở dạng tạp chất nhỏ. Vào ban ngày, bề mặt hành tinh được chiếu sáng bởi ánh sáng mặt trời khuếch tán với cường độ xấp xỉ như một ngày nhiều mây trên Trái đất. Rất nhiều tia sét đã được nhìn thấy trên sao Kim vào ban đêm. Sao Kim được bao phủ bởi đá cứng. Dung nham nóng chảy luân chuyển bên dưới chúng, gây căng thẳng lớp bề mặt mỏng. Dung nham liên tục phun trào từ các lỗ và vết nứt trong đá rắn.

Trên bề mặt Sao Kim, người ta đã phát hiện ra đá giàu kali, uranium và thorium, trong điều kiện trên mặt đất tương ứng với thành phần của đá núi lửa thứ cấp. Do đó, đá bề mặt của Sao Kim hóa ra cũng giống như đá trên Mặt trăng, Sao Thủy và Sao Hỏa, phun trào các loại đá lửa có thành phần cơ bản.

VỀ cấu trúc bên trong Người ta biết rất ít về sao Kim. Nó có thể có lõi kim loại chiếm 50% bán kính. Nhưng từ trường hành tinh này không xảy ra do tốc độ quay rất chậm của nó.

Trái đất là hành tinh thứ ba tính từ Mặt trời trong hệ mặt trời. Hình dạng của Trái đất gần giống hình elip, dẹt ở hai cực và kéo dài ở vùng xích đạo. Diện tích bề mặt trái đất 510,2 triệu km ², trong đó khoảng 70,8% xảy ra ở Đại dương Thế giới. Đất đai lần lượt chiếm 29,2% và tạo thành 6 châu lục và hải đảo. Núi chiếm hơn 1/3 diện tích bề mặt đất.

Nhờ những điều kiện độc đáo, Trái đất trở thành nơi hình thành và phát triển sự sống hữu cơ. Khoảng 3,5 tỷ năm trước, những điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện của sự sống đã xuất hiện. Homo sapiens (Homo sapiens) xuất hiện như một loài cách đây khoảng nửa triệu năm.

Thời gian quay quanh Mặt trời là 365 ngày, với một vòng quay hàng ngày - 23 giờ 56 phút. Trục quay của Trái Đất nằm ở góc 66,5° .

Bầu khí quyển của Trái đất bao gồm 78% nitơ và 21% oxy. Hành tinh của chúng ta được bao quanh bởi một bầu không khí rộng lớn. Theo nhiệt độ, thành phần và tính chất vật lý của khí quyển có thể được chia thành các lớp khác nhau. Tầng đối lưu là vùng nằm giữa bề mặt Trái đất và độ cao 11km. Đây là lớp khá dày và đặc chứa phần lớn hơi nước trong không khí. Hầu hết mọi thứ đều diễn ra trong đó hiện tượng khí quyển, là mối quan tâm trực tiếp của cư dân trên Trái đất. Tầng đối lưu chứa mây, lượng mưa, v.v. Lớp ngăn cách tầng đối lưu với lớp khí quyển tiếp theo, tầng bình lưu, được gọi là tầng đối lưu. Đây là khu vực có nhiệt độ rất thấp.

Mặt trăng - vệ tinh tự nhiên Trái đất và thiên thể gần chúng ta nhất. Khoảng cách trung bình tới Mặt trăng là 384.000 km, đường kính của Mặt trăng khoảng 3.476 km. Không được bầu khí quyển bảo vệ, bề mặt Mặt trăng nóng lên tới +110 độ C vào ban ngày và nguội xuống -120 độ C vào ban đêm. Nguồn gốc của Mặt trăng là chủ đề của một số giả thuyết. Một trong số đó dựa trên lý thuyết của Jeans và Lyapunov - Trái đất quay rất nhanh và ném ra một phần vật chất của nó, phần còn lại - về việc Trái đất bắt giữ một thiên thể đi qua. Giả thuyết hợp lý nhất là Trái đất va chạm với một hành tinh có khối lượng tương ứng với khối lượng của Sao Hỏa, xảy ra ở một góc lớn, do đó một vòng mảnh vụn khổng lồ được hình thành, tạo thành nền tảng cho Mặt trăng. Nó được hình thành gần Mặt trời do sự ngưng tụ tiền kim loại sớm nhất ở nhiệt độ cao.

Sao Hỏa là hành tinh thứ tư của hệ mặt trời. Đường kính của nó gần như gấp đôi nhỏ hơn trái đất và sao Kim. Khoảng cách trung bình tới Mặt trời là 1,52 AU. Nó có hai vệ tinh - Phobos và Deimos.

Hành tinh này bị bao phủ vỏ khí- một bầu khí quyển ít đậm đặc hơn trái đất. Thành phần của nó giống với bầu khí quyển của sao Kim và chứa 95,3% carbon dioxide trộn với 2,7% nitơ.

Nhiệt độ trung bình trên Sao Hỏa thấp hơn đáng kể so với trên Trái đất, khoảng -40° C. Nhiều nhất điều kiện thuận lợi vào mùa hè, ở nửa ban ngày của hành tinh, không khí ấm lên tới 20° C. Nhưng đêm đông sương giá có thể đạt tới -125° C. Sự thay đổi nhiệt độ đột ngột như vậy là do bầu khí quyển mỏng của Sao Hỏa không có khả năng giữ nhiệt trong thời gian dài. Chúng thổi qua bề mặt hành tinh gió mạnh, tốc độ đạt tới 100 m/s.

Có rất ít hơi nước trong bầu khí quyển của Sao Hỏa, nhưng ở áp suất và nhiệt độ thấp, nó ở trạng thái gần bão hòa và thường tích tụ thành mây. Bầu trời sao Hỏa khi thời tiết quang đãng có màu hơi hồng, nguyên nhân là do sự tán xạ Ánh sáng mặt trời trên các hạt bụi và sương mù được chiếu sáng bởi bề mặt màu cam của hành tinh.

Bề mặt của sao Hỏa thoạt nhìn giống như mặt trăng. Tuy nhiên, trên thực tế, sự cứu trợ của nó rất đa dạng. Trong suốt lịch sử địa chất lâu dài của Sao Hỏa, bề mặt của nó đã bị thay đổi do các vụ phun trào núi lửa.

.3 Hành tinh khổng lồ

Các hành tinh khổng lồ là bốn hành tinh của hệ mặt trời: Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương. Những hành tinh này có một số điểm giống nhau đặc điểm vật lý, còn được gọi là các hành tinh bên ngoài.

Không giống như các hành tinh trên mặt đất, chúng đều là các hành tinh khí và có đặc điểm đáng kể kích thước lớn và khối lượng, mật độ thấp hơn, bầu khí quyển mạnh mẽ, tốc độ quay nhanh, cũng như các vành đai (trong khi các hành tinh trên mặt đất không có những thứ đó) và một số lượng lớn vệ tinh.

Các hành tinh khổng lồ quay rất nhanh quanh trục của chúng; Sao Mộc mất chưa đầy 10 giờ để hoàn thành một vòng quay. Hơn nữa, vùng xích đạo của các hành tinh khổng lồ quay nhanh hơn vùng cực.

Các hành tinh khổng lồ ở xa Mặt trời và bất kể tính chất của các mùa, chúng luôn bị chi phối bởi nhiệt độ thấp. Không có mùa nào trên Sao Mộc vì trục của hành tinh này gần như vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo của nó.

Các hành tinh khổng lồ được phân biệt bởi một số lượng lớn các vệ tinh; Cho đến nay, Sao Mộc đã tìm thấy 16 hành tinh trong số đó, Sao Thổ - 17, Sao Thiên Vương - 16 và chỉ Sao Hải Vương - 8. Một đặc điểm đáng chú ý của các hành tinh khổng lồ là các vành đai không chỉ mở trên Sao Thổ mà còn mở trên Sao Mộc, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương .

Đặc điểm quan trọng nhất trong cấu trúc của các hành tinh khổng lồ là những hành tinh này không có bề mặt rắn, vì chúng bao gồm chủ yếu là hydro và heli. Ở các tầng trên của bầu khí quyển hydro-helium của Sao Mộc, các hợp chất hóa học, hydrocarbon (ethane, axetylen), cũng như các hợp chất khác nhau chứa phốt pho và lưu huỳnh được tìm thấy ở dạng tạp chất, tô màu các chi tiết của khí quyển thành màu nâu đỏ. Và màu vàng. Do đó, về thành phần hóa học, các hành tinh khổng lồ khác biệt rõ rệt so với các hành tinh trên mặt đất.

Không giống như các hành tinh trên mặt đất có lớp vỏ, lớp phủ và lõi, trên Sao Mộc, khí hydro là một phần của khí quyển chuyển sang dạng lỏng và sau đó chuyển sang pha rắn (kim loại). Sự xuất hiện bất thường như vậy trạng thái tập hợp hydro có liên quan đến sự gia tăng mạnh về áp suất khi người ta lặn sâu hơn.

Các hành tinh khổng lồ chiếm tới 99,5% tổng khối lượng của hệ mặt trời (không bao gồm Mặt trời). Trong số bốn hành tinh khổng lồ, được nghiên cứu nhiều nhất là Sao Mộc, hành tinh lớn nhất và gần Mặt trời nhất trong nhóm này. Nó có đường kính lớn gấp 11 lần Trái đất và khối lượng lớn hơn 300 lần. Thời gian nó quay quanh Mặt trời là gần 12 năm.

Vì các hành tinh khổng lồ ở rất xa Mặt trời nên nhiệt độ của chúng (ít nhất là trên các đám mây của chúng) rất thấp: trên Sao Mộc - 145 ° C, trên Sao Thổ - 180 ° C, trên Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương thậm chí còn thấp hơn.

Mật độ trung bình của Sao Mộc là 1,3 g/cm3, Sao Thiên Vương là 1,5 g/cm3, Sao Hải Vương là 1,7 g/cm3 và Sao Thổ thậm chí là 0,7 g/cm3, tức là nhỏ hơn mật độ của nước. Mật độ thấp và lượng hydro dồi dào giúp phân biệt các hành tinh khổng lồ với phần còn lại.

Sự hình thành duy nhất thuộc loại này trong hệ mặt trời là một vòng phẳng dày vài km bao quanh Sao Thổ. Nó nằm trong mặt phẳng xích đạo của hành tinh, nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của nó 27°. Do đó, trong cuộc cách mạng kéo dài 30 năm của Sao Thổ quanh Mặt trời, chúng ta có thể nhìn thấy vành đai khá mở hoặc chính xác là ở rìa, khi nó chỉ có thể được nhìn thấy như một đường mỏng trong các kính thiên văn lớn. Chiều rộng của vòng này sao cho nếu nó rắn thì quả địa cầu có thể lăn dọc theo nó.

Phần kết luận

Như vậy, có hai lý thuyết về nguồn gốc của Vũ trụ: lý thuyết về trạng thái ổn định, theo đó vật chất, năng lượng, không gian và thời gian luôn tồn tại, và lý thuyết về Vụ nổ lớn, cho rằng Vũ trụ, xuất hiện là một đốm nóng cực nhỏ, đột nhiên phát nổ, dẫn đến sự xuất hiện của vật chất đám mây mà từ đó các thiên hà xuất hiện sau đó.

Phổ biến rộng rãi nhận được ba quan điểm về quá trình hình thành hành tinh: 1) các hành tinh được hình thành từ cùng một đám mây khí và bụi như Mặt trời (I. Kant); 2) đám mây nơi các hành tinh được hình thành bị Mặt trời bắt giữ trong quá trình nó quay quanh tâm Thiên hà (O.Yu. Shmidt); 3) đám mây này tách khỏi Mặt trời trong quá trình tiến hóa của nó
(P. Laplace, D. Jeans, v.v.). Sự tồn tại của Trái đất được chia thành 2 thời kỳ: lịch sử sơ khai và lịch sử địa chất. Lịch sử ban đầu của Trái đất được thể hiện bằng các giai đoạn phát triển như: giai đoạn ra đời, giai đoạn tan chảy của quả cầu bên ngoài và giai đoạn của lớp vỏ nguyên sinh ( giai đoạn mặt trăng). Lịch sử địa chất - đây là thời kỳ phát triển của Trái đất với tư cách là một hành tinh nói chung, đặc biệt là lớp vỏ và môi trường tự nhiên của nó. Lịch sử địa chất của Trái đất được đặc trưng bởi sự xuất hiện của khí quyển và sự chuyển đổi của hơi nước thành nước lỏng; Sự tiến hóa của sinh quyển là quá trình phát triển của thế giới hữu cơ, bắt đầu từ những tế bào đơn giản nhất của thời kỳ Archean và kết thúc bằng sự xuất hiện của động vật có vú trong thời kỳ Kainozoi.

Quá trình hình thành Trái đất có những đặc điểm riêng. Khoảng 4,6-3,9 tỷ năm trước, nó đã bị bắn phá dữ dội bởi các mảnh vụn và thiên thạch liên hành tinh. Chất chính bị nén dưới tác dụng của trọng lực và có dạng một quả bóng, ở độ sâu của nó nóng lên.

Các quá trình trộn lẫn diễn ra, các phản ứng hóa học diễn ra, những tảng đá nhẹ hơn bị ép ra từ sâu trong lòng đất và hình thành nên lớp vỏ trái đất, những tảng đá nặng còn sót lại bên trong. Sự nóng lên đi kèm với hoạt động dữ dội của núi lửa, hơi và khí bùng phát.

Các hành tinh được sắp xếp theo thứ tự sau tính từ Mặt trời: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương, Sao Diêm Vương.

Các hành tinh trên mặt đất có lớp vỏ rắn, không giống như các hành tinh khổng lồ có lớp vỏ khí. Hành tinh khổng lồ nhiều lần nhiều hành tinh hơn nhóm trần gian. Các hành tinh khổng lồ có mật độ trung bình thấp so với các hành tinh khác. Các hành tinh trên mặt đất có lớp vỏ, lớp phủ và lõi, trong khi trên Sao Mộc, khí hydro có trong khí quyển chuyển hóa đầu tiên thành chất lỏng, sau đó thành chất rắn. pha kim loại. Sự xuất hiện của các trạng thái tổng hợp như vậy của hydro có liên quan đến sự gia tăng mạnh về áp suất khi người ta lặn xuống độ sâu. Các hành tinh khổng lồ cũng có bầu khí quyển và vành đai mạnh mẽ.

Thư mục

1.Gromov A.N. Hệ mặt trời tuyệt vời. M.: Eksmo, 2012. -470 tr. Với. 12-15, 239-241, 252-254, 267-270.

2.Guseikhanov M.K. Khái niệm khoa học tự nhiên hiện đại: Sách giáo khoa. M.: "Dashkov và Co", 2007. - 540 tr. Với. 309, 310-312, 317-319, 315-316.

.Dubnishcheva T.Ya. Các khái niệm của khoa học tự nhiên hiện đại: hướng dẫn đào tạo dành cho sinh viên đại học. M.: "Học viện", 2006. - 608 tr. Với. 379, 380

.Đặc điểm của các hành tinh khổng lồ: #"justify">. Cấu trúc của Hệ Mặt trời: http://o-planete.ru/zemlya-i-vselennaya/stroenie-solnetchnoy-sistem.html

Dạy kèm

Cần giúp đỡ nghiên cứu một chủ đề?

Các chuyên gia của chúng tôi sẽ tư vấn hoặc cung cấp dịch vụ dạy kèm về các chủ đề mà bạn quan tâm.
Gửi đơn đăng ký của bạn chỉ ra chủ đề ngay bây giờ để tìm hiểu về khả năng nhận được tư vấn.

Ở quy mô không gian, các hành tinh chỉ là những hạt cát, đóng vai trò không đáng kể trong bức tranh phát triển hùng vĩ quá trình tự nhiên. Tuy nhiên, đây là những vật thể đa dạng và phức tạp nhất trong Vũ trụ. Không có loại thiên thể nào khác thể hiện sự tương tác tương tự của các quá trình thiên văn, địa chất, hóa học và sinh học. Không có nơi nào khác trong không gian có thể có sự sống như chúng ta biết. Chỉ trong thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn 200 hành tinh.

Sự hình thành của các hành tinh từ lâu được coi là yên tĩnh và quá trình đứng yên, thực sự hóa ra khá hỗn loạn.

Sự đa dạng đáng kinh ngạc về khối lượng, kích thước, thành phần và quỹ đạo đã khiến nhiều người thắc mắc về nguồn gốc của chúng. Vào những năm 1970 sự hình thành của các hành tinh được coi là có trật tự, quá trình xác định- một băng chuyền trên đó các đĩa bụi khí vô định hình được biến thành các bản sao của Hệ Mặt trời. Nhưng bây giờ chúng ta biết rằng đây là một quá trình hỗn loạn, với mỗi hệ thống đều có kết quả khác nhau. Các hành tinh được sinh ra đã sống sót sau sự hỗn loạn của các cơ chế hình thành và hủy diệt cạnh tranh nhau. Nhiều vật thể đã chết, bị đốt cháy trong ngọn lửa của ngôi sao hoặc bị ném vào không gian giữa các vì sao. Trái đất của chúng ta có thể có cặp song sinh thất lạc từ lâu hiện đang lang thang trong không gian tối tăm và lạnh lẽo.

Khoa học về sự hình thành hành tinh nằm ở sự giao thoa giữa vật lý thiên văn, khoa học hành tinh, cơ học thống kê và động lực học phi tuyến. Nhìn chung, các nhà khoa học hành tinh đang phát triển hai hướng chính. Theo lý thuyết bồi tụ tuần tự, các hạt bụi cực nhỏ dính vào nhau tạo thành những khối lớn. Nếu một khối như vậy thu hút nhiều khí, nó sẽ biến thành một hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc, còn nếu không thì sẽ trở thành một hành tinh đá như Trái đất. Nhược điểm chính của lý thuyết này là quá trình diễn ra chậm chạp và khả năng phân tán khí trước khi hình thành hành tinh.

Một kịch bản khác (lý thuyết về sự mất ổn định của lực hấp dẫn) cho rằng các khối khí khổng lồ hình thành thông qua sự sụp đổ đột ngột, dẫn đến sự phá hủy đám mây bụi và khí nguyên thủy. Quá trình này tái tạo sự hình thành của các ngôi sao thu nhỏ. Nhưng giả thuyết này gây nhiều tranh cãi vì nó giả định sự hiện diện của sự bất ổn mạnh mẽ, điều này có thể không xảy ra. Ngoài ra, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng hầu hết hành tinh lớn và những ngôi sao có khối lượng nhỏ nhất được ngăn cách bởi “khoảng trống” (đơn giản là không có vật thể nào có khối lượng trung bình). Một “thất bại” như vậy chỉ ra rằng các hành tinh không chỉ là những ngôi sao có khối lượng thấp mà còn là những vật thể có nguồn gốc hoàn toàn khác.

Mặc dù các nhà khoa học vẫn tiếp tục tranh luận nhưng hầu hết đều tin rằng kịch bản bồi tụ liên tiếp có nhiều khả năng xảy ra hơn. Trong bài viết này tôi sẽ dựa cụ thể vào nó.

1. Đám mây giữa các vì sao đang co lại

Thời gian: 0 ( điểm bắt đầu quá trình hình thành hành tinh)

Hệ Mặt trời của chúng ta nằm trong một Thiên hà nơi có khoảng 100 tỷ ngôi sao và các đám mây bụi và khí, phần lớn là tàn tích của các ngôi sao của các thế hệ trước. TRONG trong trường hợp này bụi chỉ là những hạt cực nhỏ của nước đá, sắt và các chất khác chất rắn, ngưng tụ ở lớp bên ngoài, mát mẻ của ngôi sao và bị ném ra ngoài vũ trụ. Nếu các đám mây đủ lạnh và đặc, chúng bắt đầu nén lại dưới tác động của trọng lực, tạo thành các cụm sao. Quá trình như vậy có thể kéo dài từ 100 nghìn đến vài triệu năm.

Mỗi ngôi sao được bao quanh bởi một đĩa vật chất còn sót lại, đủ để hình thành các hành tinh. Đĩa trẻ chủ yếu chứa hydro và heli. Ở vùng nóng bên trong, các hạt bụi bay hơi, còn ở lớp ngoài lạnh và loãng, các hạt bụi tồn tại và phát triển khi hơi nước ngưng tụ trên chúng.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra nhiều ngôi sao trẻ được bao quanh bởi những đĩa như vậy. Các ngôi sao từ 1 đến 3 triệu năm tuổi có đĩa khí, trong khi những ngôi sao tồn tại hơn 10 triệu năm có đĩa yếu, nghèo khí, do khí bị “thổi bay” ra khỏi nó bởi chính ngôi sao mới sinh hoặc bởi các ngôi sao lân cận. . ngôi sao sáng. Khoảng thời gian này chính xác là thời kỳ hình thành hành tinh. Khối lượng của các nguyên tố nặng trong các đĩa như vậy tương đương với khối lượng của các nguyên tố này trong các hành tinh của Hệ Mặt trời: khá lập luận mạnh mẽđể bảo vệ thực tế là các hành tinh hình thành từ những đĩa như vậy.

Kết quả: ngôi sao mới sinh được bao quanh bởi khí và các hạt bụi nhỏ (cỡ micron).

Những quả cầu bụi vũ trụ

Ngay cả những hành tinh khổng lồ cũng bắt đầu từ những vật thể khiêm tốn—những hạt bụi có kích thước micron (tro của những ngôi sao đã chết từ lâu) trôi nổi trong một đĩa khí quay tròn. Khi nó di chuyển ra khỏi ngôi sao mới sinh, nhiệt độ của chất khí giảm xuống, đi qua “đường băng”, phía ngoài đó nước đóng băng. Trong hệ mặt trời của chúng ta, ranh giới này ngăn cách các hành tinh đá bên trong với các hành tinh khí khổng lồ bên ngoài.

1. Các hạt va chạm, dính vào nhau và phát triển.
2. Các hạt nhỏ bị khí mang đi, nhưng những hạt lớn hơn một milimet bị chậm lại và di chuyển theo hình xoắn ốc về phía ngôi sao.
3. Tại đường băng, các điều kiện sao cho lực ma sát đổi hướng. Các hạt có xu hướng dính lại với nhau và dễ dàng kết hợp thành những vật thể lớn hơn - các vi thể hành tinh.

2. Đĩa thu được cấu trúc

Thời gian: khoảng 1 triệu năm

Các hạt bụi trong đĩa tiền hành tinh chuyển động hỗn loạn theo dòng khí, va chạm với nhau và có khi dính vào nhau, có khi sụp đổ. Các hạt bụi hấp thụ ánh sáng sao và phát lại ở bước sóng dài. phạm vi hồng ngoại, truyền nhiệt đến các vùng bên trong tối nhất của đĩa. Nhiệt độ, mật độ và áp suất của khí thường giảm theo khoảng cách từ ngôi sao. Do sự cân bằng về áp suất, trọng lực và lực ly tâm nên tốc độ quay của khí quanh sao nhỏ hơn tốc độ quay của khí xung quanh sao. cơ thể tự doở cùng một khoảng cách.

Kết quả là, các hạt bụi có kích thước lớn hơn vài milimét đi trước khí, do đó gió ngược làm chúng chậm lại và buộc chúng chuyển động xoắn ốc về phía ngôi sao. Những hạt này càng lớn thì chúng càng di chuyển xuống dưới nhanh hơn. Những khối có kích thước hàng mét có thể giảm một nửa khoảng cách của chúng tới một ngôi sao chỉ sau 1.000 năm.

Khi các hạt tiếp cận ngôi sao, chúng nóng lên, dần dần nước và các chất khác có nhiệt độ sôi thấp, gọi là chất dễ bay hơi, bay hơi. Khoảng cách mà điều này xảy ra - cái gọi là "đường băng" - là 2-4 đơn vị thiên văn s (a.e.). Trong Hệ Mặt Trời, đây chính xác là sự giao thoa giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc (bán kính quỹ đạo Trái Đất là 1 AU). Đường băng chia hệ hành tinh thành một khu vực bên trong không có chất dễ bay hơi và chứa chất rắn và lớp bên ngoài, giàu chất dễ bay hơi và chứa các khối băng.

Tại chính đường băng, các phân tử nước bốc hơi từ các hạt bụi tích tụ lại, đóng vai trò là tác nhân gây ra cả một loạt hiện tượng. Trong khu vực này, xảy ra chênh lệch trong các thông số khí và xảy ra hiện tượng tăng áp suất. Sự cân bằng lực làm cho khí tăng tốc chuyển động xung quanh ngôi sao trung tâm. Kết quả là, các hạt rơi xuống đây không bị ảnh hưởng bởi gió ngược mà bởi gió thuận, đẩy chúng về phía trước và ngăn chặn sự di chuyển của chúng vào đĩa. Và khi các hạt tiếp tục chảy ra từ các lớp bên ngoài của nó, dòng băng biến thành một dải băng tích tụ.

Khi các hạt tích tụ, chúng va chạm và phát triển. Một số trong số chúng vượt qua dòng băng và tiếp tục di chuyển vào trong; khi bị nung nóng, chúng bị bao phủ bởi bùn lỏng và phân tử phức tạp, điều này làm cho chúng dính hơn. Một số khu vực trở nên đầy bụi bặm lực hấp dẫn các hạt tăng tốc độ phát triển của chúng.

Dần dần, các hạt bụi tập hợp thành các vật thể có kích thước hàng km gọi là vi thể hành tinh, trong giai đoạn cuối của quá trình hình thành hành tinh, chúng sẽ tạo ra gần như toàn bộ bụi nguyên thủy. Rất khó để nhìn thấy chính các vi thể hành tinh trong quá trình hình thành các hệ hành tinh, nhưng các nhà thiên văn học có thể đoán về sự tồn tại của chúng từ những mảnh vụn của vụ va chạm (xem: Ardila D. Hệ thống hành tinh vô hình // VMN, số 7, 2004).

Kết quả: nhiều “khối xây dựng” dài hàng km được gọi là vi thể hành tinh.

Sự trỗi dậy của những kẻ đầu sỏ

Các vi thể hành tinh dài hàng tỷ km được hình thành ở giai đoạn 2 sau đó tập hợp lại thành các vật thể có kích thước bằng Mặt trăng hoặc Trái đất được gọi là phôi. Một số ít trong số chúng chiếm ưu thế trong vùng quỹ đạo của chúng. Những "đầu sỏ" trong phôi đang tranh giành chất còn lại

3. Phôi hành tinh được hình thành

Thời gian: từ 1 đến 10 triệu năm

Các bề mặt có miệng hố của Sao Thủy, Mặt Trăng và các tiểu hành tinh không còn nghi ngờ gì nữa rằng các hệ hành tinh giống như các trường bắn trong quá trình hình thành của chúng. Sự va chạm lẫn nhau của các vi thể hành tinh có thể kích thích cả sự phát triển và sự hủy diệt của chúng. Sự cân bằng giữa đông tụ và phân mảnh dẫn đến sự phân bố kích thước trong đó các vật thể nhỏ chủ yếu chiếm diện tích bề mặt của hệ thống và các vật thể lớn quyết định khối lượng của nó. Quỹ đạo của các vật thể xung quanh một ngôi sao ban đầu có thể có hình elip, nhưng theo thời gian, sự giảm tốc trong chất khí và sự va chạm lẫn nhau biến các quỹ đạo thành quỹ đạo tròn.

Ban đầu, sự tăng trưởng cơ thể xảy ra do va chạm ngẫu nhiên. Nhưng vi thể hành tinh càng lớn thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh, nó càng hấp thụ mạnh các nước láng giềng có khối lượng thấp. Khi khối lượng của các vi thể hành tinh trở nên tương đương với khối lượng của Mặt trăng, lực hấp dẫn của chúng tăng lên đến mức chúng làm rung chuyển các vật thể xung quanh và làm lệch chúng sang hai bên ngay cả trước khi va chạm. Điều này hạn chế sự tăng trưởng của họ. Đây là cách mà những kẻ đầu sỏ chính trị xuất hiện - phôi thai của các hành tinh có khối lượng tương đương, cạnh tranh với nhau để giành lấy các hành tinh còn lại.

Vùng kiếm ăn của mỗi phôi là một dải hẹp dọc theo quỹ đạo của nó. Sự tăng trưởng dừng lại khi phôi hấp thụ hầu hết các vi thể hành tinh từ vùng của nó. Hình học cơ bản cho thấy kích thước của vùng và thời gian hấp thụ tăng theo khoảng cách đến ngôi sao. Ở khoảng cách 1 AU phôi đạt khối lượng bằng 0,1 khối lượng Trái đất trong vòng 100 nghìn năm. Ở khoảng cách 5 AU chúng đạt tới khối lượng bốn lần Trái đất trong vài triệu năm. Các hạt có thể trở nên lớn hơn nữa ở gần đường băng hoặc ở rìa của các đĩa vỡ nơi tập trung các vi thể hành tinh.

Sự phát triển của những kẻ "đầu sỏ" lấp đầy hệ thống với sự dư thừa của các cơ quan phấn đấu trở thành hành tinh, nhưng chỉ một số ít thành công. Trong hệ mặt trời của chúng ta, mặc dù các hành tinh được phân bố theo không gian rộng lớn, nhưng chúng càng gần nhau càng tốt. Nếu một hành tinh khác có khối lượng bằng Trái đất được đặt giữa các hành tinh thuộc hệ đất đá, nó sẽ khiến toàn bộ hệ thống mất cân bằng. Điều tương tự cũng có thể nói về các hệ hành tinh đã biết khác. Nếu bạn nhìn thấy một tách cà phê đầy tới miệng, bạn có thể gần như chắc chắn rằng ai đó đã đổ đầy nó và làm đổ một ít chất lỏng; Khó có khả năng bạn có thể đổ đầy thùng chứa đến miệng mà không làm đổ một giọt nào. Cũng có khả năng là các hệ hành tinh có nhiều vật chất ở giai đoạn đầu cuộc đời hơn là vào giai đoạn cuối. Một số vật bị ném ra khỏi hệ trước khi nó đạt đến trạng thái cân bằng. Các nhà thiên văn học đã quan sát thấy các hành tinh bay tự do trong các cụm sao trẻ.

Kết quả: Những kẻ đầu sỏ chính trị là phôi thai của các hành tinh có khối lượng từ khối lượng Mặt trăng đến khối lượng Trái đất.

Một bước nhảy vọt khổng lồ cho một hệ hành tinh

Sự hình thành như vậy gã khổng lồ khí đốt, giống như Sao Mộc, là thời điểm quan trọng nhất trong lịch sử của hệ hành tinh. Nếu một hành tinh như vậy hình thành, nó sẽ bắt đầu kiểm soát toàn bộ hệ thống. Nhưng để điều này xảy ra, phôi phải thu thập khí nhanh hơn tốc độ nó xoắn ốc về phía trung tâm.

Sự hình thành của một hành tinh khổng lồ bị cản trở bởi các sóng mà nó kích thích trong khí xung quanh. Hoạt động của những sóng này không cân bằng, làm hành tinh chậm lại và khiến nó di chuyển về phía ngôi sao.

Hành tinh này thu hút khí, nhưng nó không thể lắng xuống cho đến khi nguội đi. Và trong thời gian này nó có thể xoắn ốc khá gần ngôi sao. Một hành tinh khổng lồ có thể không hình thành trong mọi hệ thống

4. Một gã khổng lồ về khí đốt ra đời

Thời gian: từ 1 đến 10 triệu năm

Sao Mộc có lẽ đã bắt đầu với một phôi thai có kích thước tương đương với Trái đất, và sau đó tích lũy thêm khoảng 300 khối lượng khí có kích thước bằng Trái đất. Sự tăng trưởng ấn tượng này là do các cơ chế cạnh tranh khác nhau. Lực hấp dẫn của hạt nhân thu hút khí từ đĩa, nhưng khí co lại về phía hạt nhân sẽ giải phóng năng lượng và phải nguội đi để lắng xuống. Do đó, tốc độ tăng trưởng bị hạn chế bởi khả năng làm mát. Nếu nó xảy ra quá chậm, ngôi sao có thể thổi khí trở lại đĩa trước khi phôi hình thành bầu không khí dày đặc xung quanh nó. Điểm nghẽn trong việc loại bỏ nhiệt là sự truyền bức xạ qua các lớp bên ngoài của bầu khí quyển đang phát triển. Dòng nhiệt ở đó được xác định bởi độ đục của khí (chủ yếu phụ thuộc vào thành phần của nó) và độ dốc nhiệt độ (tùy thuộc vào khối lượng ban đầu của phôi).

Các mô hình ban đầu cho thấy phôi hành tinh sẽ cần có khối lượng ít nhất bằng 10 lần khối lượng Trái đất để nguội đủ nhanh. Một mẫu vật lớn như vậy chỉ có thể phát triển gần đường băng, nơi đã tích tụ rất nhiều vật chất trước đó. Có lẽ đó là lý do sao Mộc nằm ngay sau đường này. Các hạt nhân lớn có thể hình thành ở bất kỳ nơi nào khác nếu đĩa chứa nhiều vật chất hơn những gì các nhà khoa học hành tinh thường giả định. Các nhà thiên văn học đã quan sát thấy nhiều ngôi sao có các đĩa xung quanh dày đặc hơn nhiều lần so với giả định trước đây. Đối với một mẫu lớn, sự truyền nhiệt dường như không phải là vấn đề nghiêm trọng.

Một yếu tố khác làm phức tạp sự ra đời của các hành tinh khí khổng lồ là sự chuyển động của phôi theo hình xoắn ốc hướng về phía ngôi sao. Trong một quá trình được gọi là di chuyển Loại I, phôi kích thích các sóng trong đĩa khí, từ đó tạo ra ảnh hưởng hấp dẫn lên chuyển động quỹ đạo của nó. Những con sóng đi theo hành tinh, giống như đường đi của nó đi theo một con thuyền. Khí ở phía ngoài quỹ đạo quay chậm hơn phôi và kéo nó lại, làm chậm chuyển động của nó. Và khí bên trong quỹ đạo quay nhanh hơn và kéo về phía trước, làm tăng tốc nó. Vùng bên ngoài lớn hơn nên thắng trận và khiến phôi mất năng lượng và chìm về phía tâm quỹ đạo vài đơn vị thiên văn trong một triệu năm. Cuộc di cư này thường dừng lại ở đường băng. Ở đây, gió khí đang tới biến thành gió thuận và bắt đầu đẩy phôi về phía trước, bù đắp cho lực phanh của nó. Có lẽ đây cũng là lý do tại sao Sao Mộc lại nằm ở vị trí chính xác của nó.

Sự phát triển của phôi, sự di chuyển của nó và sự mất khí từ đĩa xảy ra với tốc độ gần như giống nhau. Quá trình nào thắng phụ thuộc vào may mắn. Có thể một số thế hệ phôi sẽ trải qua quá trình di cư mà không thể hoàn thành quá trình phát triển của chúng. Phía sau chúng, các vi thể hành tinh mới di chuyển từ vùng bên ngoài của đĩa về phía trung tâm của nó, và điều này được lặp lại cho đến khi một khối khí khổng lồ cuối cùng được hình thành, hoặc cho đến khi toàn bộ khí bị hòa tan và khối khí khổng lồ không thể hình thành được nữa. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra các hành tinh giống Sao Mộc trong khoảng 10% số ngôi sao giống Mặt trời được nghiên cứu. Lõi của những hành tinh như vậy có thể là những phôi thai hiếm hoi còn sót lại qua nhiều thế hệ - những phôi thai cuối cùng của người Mohicans.

Kết quả của tất cả các quá trình này phụ thuộc vào thành phần ban đầu của chất. Khoảng một phần ba số ngôi sao giàu nguyên tố nặng có hành tinh như Sao Mộc. Có lẽ những ngôi sao như vậy có các đĩa dày đặc, cho phép hình thành các phôi lớn mà không gặp vấn đề về thoát nhiệt. Và ngược lại, các hành tinh hiếm khi hình thành xung quanh những ngôi sao nghèo nguyên tố nặng.

Tại một thời điểm nào đó, khối lượng của hành tinh bắt đầu tăng lên nhanh chóng một cách khủng khiếp: trong 1000 năm, một hành tinh như Sao Mộc sẽ đạt được một nửa khối lượng cuối cùng của nó. Đồng thời, nó tạo ra nhiều nhiệt đến mức tỏa sáng gần giống như Mặt trời. Quá trình này ổn định khi hành tinh trở nên lớn đến mức nó khiến cuộc di cư Loại I đảo ngược. Thay vì đĩa làm thay đổi quỹ đạo của hành tinh, bản thân hành tinh này bắt đầu thay đổi chuyển động của khí trong đĩa. Khí bên trong quỹ đạo của hành tinh quay nhanh hơn cô ấy, do đó lực hút của nó làm khí chậm lại, buộc nó rơi về phía ngôi sao, tức là ra xa hành tinh. Khí bên ngoài quỹ đạo của hành tinh quay chậm hơn, do đó hành tinh tăng tốc nó, buộc nó di chuyển ra ngoài, một lần nữa ra khỏi hành tinh. Do đó, hành tinh tạo ra một vết nứt trên đĩa và phá hủy nguồn dự trữ. vật liệu xây dựng. Khí cố gắng lấp đầy nó, nhưng các mô hình máy tính cho thấy hành tinh này thắng trận nếu ở khoảng cách 5 AU. khối lượng của nó vượt quá khối lượng của Sao Mộc.

Cái này khối lượng tới hạn phụ thuộc vào thời đại. Hành tinh hình thành càng sớm thì tốc độ phát triển của nó càng lớn vì vẫn còn rất nhiều khí trong đĩa. Sao Thổ có khối lượng nhỏ hơn Sao Mộc đơn giản vì nó hình thành muộn hơn vài triệu năm. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra sự thiếu hụt các hành tinh có khối lượng từ 20 lần khối lượng Trái đất (đây là khối lượng của Sao Hải Vương) đến 100 lần khối lượng Trái đất (khối lượng của Sao Thổ). Đây có thể là chìa khóa để tái hiện lại bức tranh về sự tiến hóa.

Kết quả: Một hành tinh có kích thước bằng Sao Mộc (hoặc thiếu nó).

5. Gã khổng lồ khí đốt đang trở nên bồn chồn

Thời gian: từ 1 đến 3 triệu năm

Điều kỳ lạ là nhiều hành tinh ngoài hệ mặt trời được phát hiện trong mười năm qua quay quanh ngôi sao của chúng ở khoảng cách rất gần, gần hơn nhiều so với sao Thủy quay quanh Mặt trời. Những cái gọi là “Sao Mộc nóng” này đã không hình thành ở vị trí hiện tại vì vùng cung cấp năng lượng trên quỹ đạo sẽ quá nhỏ để cung cấp vật liệu cần thiết. Có lẽ sự tồn tại của chúng đòi hỏi một chuỗi các sự kiện gồm ba giai đoạn, vì lý do nào đó mà chuỗi sự kiện này đã không thành hiện thực trong Hệ Mặt trời của chúng ta.

Đầu tiên, một khối khí khổng lồ phải hình thành ở phần bên trong của một hệ hành tinh, gần đường băng, khi vẫn còn đủ khí trong đĩa. Nhưng để điều này xảy ra, đĩa phải chứa rất nhiều chất rắn.

Thứ hai, hành tinh khổng lồ phải di chuyển đến vị trí hiện tại. Sự di cư loại I không thể mang lại điều này, vì nó tác động lên phôi ngay cả trước khi chúng tích tụ nhiều khí. Nhưng việc di cư loại II cũng có thể xảy ra. Người khổng lồ hình thành tạo ra một vết nứt trong đĩa và hạn chế dòng khí đi qua quỹ đạo của nó. Trong trường hợp này, nó phải chống lại xu hướng khí hỗn loạn lan sang các khu vực lân cận của đĩa. Khí sẽ không bao giờ ngừng rò rỉ vào khe nứt và sự khuếch tán của nó về phía ngôi sao trung tâm sẽ khiến hành tinh mất năng lượng quỹ đạo. Quá trình này diễn ra khá chậm: phải mất vài triệu năm để hành tinh này di chuyển một vài đơn vị thiên văn. Do đó, một hành tinh phải bắt đầu hình thành ở phần bên trong của hệ nếu cuối cùng nó muốn đi vào quỹ đạo gần ngôi sao. Khi hành tinh này và các hành tinh khác di chuyển vào trong, chúng đẩy các vi thể hành tinh và phôi còn lại về phía trước, có lẽ tạo ra "Trái đất nóng" ở những quỹ đạo thậm chí còn gần hơn với ngôi sao.

Thứ ba, phải có cái gì đó dừng chuyển động trước khi hành tinh rơi vào ngôi sao. Đây có thể là từ trường của ngôi sao, làm sạch không gian gần ngôi sao khỏi khí và không có khí thì chuyển động sẽ dừng lại. Có lẽ hành tinh này kích thích thủy triều trên ngôi sao, và chúng làm chậm quá trình rơi của hành tinh. Nhưng những bộ hạn chế này có thể không hoạt động trong mọi hệ, nên nhiều hành tinh có thể tiếp tục di chuyển về phía ngôi sao.

Kết quả: một hành tinh khổng lồ có quỹ đạo gần (“Sao Mộc nóng”).

Cách ôm một ngôi sao

Trong nhiều hệ, một hành tinh khổng lồ hình thành và bắt đầu chuyển động xoắn ốc về phía ngôi sao. Điều này xảy ra do khí trong đĩa mất năng lượng do ma sát bên trong và di chuyển về phía ngôi sao, kéo theo hành tinh theo nó, cuối cùng hành tinh này ở gần ngôi sao đến mức nó ổn định quỹ đạo của nó.

6. Xuất hiện các hành tinh khổng lồ khác

Thời gian: từ 2 đến 10 triệu năm

Nếu một gã khổng lồ khí có thể hình thành thì nó sẽ góp phần vào sự ra đời của những gã khổng lồ khí tiếp theo. Nhiều và có lẽ là hầu hết các hành tinh khổng lồ được biết đến đều có những cặp song sinh có khối lượng tương đương. Trong hệ mặt trời, Sao Mộc đã giúp Sao Thổ hình thành nhanh hơn nếu không có sự trợ giúp của nó. Ngoài ra, anh ấy còn “giúp một tay” cho Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, nếu không có chúng thì chúng sẽ không đạt được khối lượng như hiện tại. Ở khoảng cách xa Mặt trời, quá trình hình thành nếu không có sự trợ giúp từ bên ngoài sẽ rất chậm: đĩa sẽ tan biến ngay cả trước khi các hành tinh có thời gian để tăng khối lượng.

Người khổng lồ khí đốt đầu tiên tỏ ra hữu ích vì nhiều lý do. Ở rìa ngoài của khoảng trống mà nó tạo ra, chất này tập trung lại, nói chung, vì lý do tương tự như ở đường băng: sự chênh lệch áp suất làm cho khí tăng tốc và hoạt động như gió công bằng trên các hạt bụi và vi thể hành tinh, ngăn chặn sự di chuyển của chúng từ các vùng bên ngoài của đĩa. Ngoài ra, lực hấp dẫn của hành tinh khí khổng lồ đầu tiên thường ném các vi thể hành tinh lân cận của nó vào khu vực bên ngoài của hệ thống, nơi các hành tinh mới được hình thành từ chúng.

Thế hệ hành tinh thứ hai được hình thành từ vật liệu được người khổng lồ khí đầu tiên thu thập cho chúng. Trong trường hợp này, tốc độ có tầm quan trọng rất lớn: ngay cả một sự chậm trễ nhỏ về thời gian cũng có thể thay đổi đáng kể kết quả. Trong trường hợp của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, sự tích tụ của các vi thể hành tinh là quá mức. Phôi trở nên quá lớn, bằng 10-20 khối lượng Trái đất, điều này làm trì hoãn quá trình bồi tụ khí cho đến khi hầu như không còn khí trong đĩa. Quá trình hình thành của những vật thể này hoàn tất khi chúng chỉ thu được hai khối lượng khí Trái đất. Nhưng đây không còn là những hành tinh khí khổng lồ nữa mà là những hành tinh băng khổng lồ, có thể là loại phổ biến nhất.

Trường hấp dẫn của các hành tinh thế hệ thứ hai làm tăng thêm sự hỗn loạn trong hệ thống. Nếu những vật thể này hình thành quá gần, sự tương tác của chúng với nhau và với đĩa khí có thể ném chúng vào những quỹ đạo hình elip cao hơn. Trong Hệ Mặt trời, các hành tinh có quỹ đạo gần như tròn và đủ xa nhau, điều này làm giảm ảnh hưởng lẫn nhau của chúng. Nhưng trong các hệ hành tinh khác, quỹ đạo thường có hình elip. Trong một số hệ thống, chúng cộng hưởng, nghĩa là các chu kỳ quỹ đạo có liên hệ với nhau dưới dạng số nguyên nhỏ. Không chắc rằng điều này đã được kết hợp trong quá trình hình thành, nhưng nó có thể phát sinh trong quá trình di chuyển của các hành tinh, khi dần dần ảnh hưởng hấp dẫn lẫn nhau đã gắn chúng lại với nhau. Sự khác biệt giữa các hệ thống như vậy và Hệ mặt trời có thể được xác định bởi sự phân phối khí ban đầu khác nhau.

Hầu hết các ngôi sao được sinh ra theo cụm và hơn một nửa trong số chúng là sao đôi. Các hành tinh có thể hình thành bên ngoài mặt phẳng chuyển động quỹ đạo của các ngôi sao; trong trường hợp này, lực hấp dẫn của một ngôi sao lân cận nhanh chóng sắp xếp lại và làm biến dạng quỹ đạo của các hành tinh, hình thành không phải những hệ phẳng như Hệ Mặt trời của chúng ta mà là những hệ hình cầu, gợi nhớ đến một đàn ong quanh tổ.

Kết quả: tập đoàn của các hành tinh khổng lồ.

Bổ sung cho gia đình

Người khổng lồ khí đầu tiên tạo điều kiện cho sự ra đời của người tiếp theo. Dải được anh ta dọn sạch hoạt động giống như một con hào pháo đài, không thể khắc phục được bằng chất di chuyển từ bên ngoài vào trung tâm của đĩa. Nó tích tụ ở bên ngoài khoảng trống, nơi các hành tinh mới hình thành từ đó.

7. Hình thành các hành tinh giống Trái đất

Thời gian: từ 10 đến 100 triệu năm

Các nhà khoa học hành tinh tin rằng các hành tinh giống Trái đất phổ biến hơn các hành tinh khổng lồ. Trong khi sự ra đời của một hành tinh khí khổng lồ đòi hỏi sự cân bằng chính xác của các quá trình cạnh tranh thì sự hình thành một hành tinh đá chắc hẳn phức tạp hơn nhiều.

Trước khi phát hiện ra các hành tinh giống Trái đất ngoài hệ mặt trời, chúng ta chỉ dựa vào dữ liệu về Hệ Mặt trời. Bốn hành tinh đất đá - Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa - ​​chủ yếu được cấu tạo từ các chất có nhiệt độ cao sôi, chẳng hạn như đá sắt và silicat. Điều này cho thấy chúng hình thành bên trong dòng băng và không di chuyển đáng kể. Ở những khoảng cách như vậy so với ngôi sao, phôi hành tinh có thể phát triển trong một đĩa khí có khối lượng bằng 0,1 khối lượng Trái đất, tức là không lớn hơn Sao Thủy. Để phát triển hơn nữa, quỹ đạo của phôi cần giao nhau, sau đó chúng sẽ va chạm và hợp nhất. Các điều kiện cho điều này nảy sinh sau sự bay hơi của khí từ đĩa: dưới tác động của sự nhiễu loạn lẫn nhau trong vài triệu năm, quỹ đạo của các hạt nhân bị kéo dài thành hình elip và bắt đầu giao nhau.

Khó giải thích hơn nhiều là làm thế nào hệ thống tự ổn định trở lại và làm thế nào các hành tinh trên mặt đất lại có quỹ đạo gần như tròn hiện tại. Một lượng nhỏ khí còn lại có thể cung cấp điều này, nhưng lượng khí đó lẽ ra đã ngăn cản sự “lỏng lẻo” ban đầu của quỹ đạo của phôi. Có lẽ, khi các hành tinh gần như được hình thành, vẫn còn một lượng lớn các vi thể hành tinh. Trong 100 triệu năm tiếp theo, các hành tinh sẽ quét sạch một số vi thể hành tinh này và làm chệch hướng những vi thể còn lại về phía Mặt trời. Các hành tinh chuyển chuyển động thất thường của chúng sang các vi thể hành tinh đã diệt vong và di chuyển vào các quỹ đạo tròn hoặc gần tròn.

Một ý kiến ​​khác cho rằng ảnh hưởng lâu dài của lực hấp dẫn của Sao Mộc khiến các hành tinh trên mặt đất đang hình thành di chuyển, di chuyển chúng đến những khu vực có vật chất mới. Ảnh hưởng này sẽ lớn hơn trong các quỹ đạo cộng hưởng, quỹ đạo này dần dần dịch chuyển vào trong khi Sao Mộc đi xuống quỹ đạo hiện tại của nó. Các phép đo đồng vị phóng xạ cho thấy các tiểu hành tinh được hình thành đầu tiên (4 triệu năm sau khi Mặt trời được hình thành), sau đó là Sao Hỏa (10 triệu năm sau) và sau đó là Trái đất (50 triệu năm sau): như thể một làn sóng do Sao Mộc tạo ra truyền qua hệ mặt trời . Nếu không gặp chướng ngại vật, nó sẽ di chuyển tất cả các hành tinh trên mặt đất về quỹ đạo của Sao Thủy. Họ đã làm thế nào để tránh được số phận đau buồn như vậy? Có lẽ chúng đã trở nên quá nặng và Sao Mộc không thể di chuyển chúng nhiều, hoặc có lẽ những tác động mạnh đã ném chúng ra khỏi vùng ảnh hưởng của Sao Mộc.

Lưu ý rằng nhiều nhà khoa học hành tinh không coi vai trò của Sao Mộc là yếu tố quyết định trong sự hình thành hành tinh đá. Hầu hết các ngôi sao giống mặt trời không có hành tinh giống Sao Mộc nhưng chúng có các đĩa bụi xung quanh. Điều này có nghĩa là ở đó có các vi thể hành tinh và phôi thai của các hành tinh, từ đó các vật thể như Trái đất có thể hình thành. Câu hỏi chính mà các nhà quan sát phải trả lời trong thập kỷ tới là có bao nhiêu hệ thống có Trái đất nhưng không có Sao Mộc.

Thời đại quan trọng nhất đối với hành tinh của chúng ta là khoảng thời gian từ 30 đến 100 triệu năm sau khi Mặt trời hình thành, khi một phôi thai có kích thước bằng sao Hỏa đâm vào Trái đất nguyên thủy và tạo ra một lượng lớn mảnh vụn từ đó Mặt trăng được hình thành. Vì thế cú đánh mạnh mẽ tất nhiên, đã phân tán một lượng lớn vật chất khắp hệ mặt trời; do đó, các hành tinh giống Trái đất trong các hệ khác cũng có thể có vệ tinh. Cú đánh mạnh này được cho là sẽ phá vỡ bầu khí quyển chính của Trái đất. Bầu khí quyển ngày nay của nó chủ yếu phát sinh từ khí bị giữ lại trong các vi thể hành tinh. Trái đất được hình thành từ chúng, và sau đó khí này thoát ra trong các vụ phun trào núi lửa.

Kết quả: các hành tinh đất đá.

Giải thích chuyển động không tròn

Trong hệ mặt trời bên trong, phôi hành tinh không thể phát triển bằng cách thu khí nên chúng phải hợp nhất với nhau. Để làm được điều này, quỹ đạo của chúng phải giao nhau, nghĩa là phải có thứ gì đó làm gián đoạn chuyển động tròn ban đầu của chúng.

Khi phôi hình thành, quỹ đạo tròn hoặc gần tròn của chúng không giao nhau.

Sự tương tác hấp dẫn của phôi với nhau và với hành tinh khổng lồ làm xáo trộn quỹ đạo.

Các phôi hợp nhất thành một hành tinh kiểu trái đất. Nó quay trở lại quỹ đạo tròn, trộn lẫn lượng khí còn lại và phân tán các vi thể hành tinh còn lại.

8. Hoạt động thông quan bắt đầu

Thời gian: từ 50 triệu đến 1 tỷ năm

Tại thời điểm này, hệ thống hành tinh gần như đã được hình thành. Một số quá trình nhỏ khác tiếp tục diễn ra: sự tan rã của cụm sao xung quanh, có khả năng làm mất ổn định quỹ đạo của các hành tinh bằng lực hấp dẫn của nó; sự mất ổn định bên trong xảy ra sau khi một ngôi sao cuối cùng làm sụp đổ đĩa khí của nó; và cuối cùng là sự phân tán liên tục của các vi thể hành tinh còn lại bởi hành tinh khổng lồ. Trong Hệ Mặt trời, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương phóng các vi thể hành tinh ra bên ngoài, vào vành đai Kuiper hoặc về phía Mặt trời. Và Sao Mộc, với lực hấp dẫn mạnh mẽ của nó, đưa họ đến đám mây Oort, đến tận rìa của khu vực ảnh hưởng hấp dẫn Mặt trời. Đám mây Oort có thể chứa khoảng 100 khối lượng vật chất Trái đất. Thỉnh thoảng, các vi thể hành tinh từ vành đai Kuiper hoặc đám mây Oort tiếp cận Mặt trời, tạo thành sao chổi.

Bằng cách phân tán các vi thể hành tinh, bản thân các hành tinh sẽ di chuyển một chút và điều này có thể giải thích sự đồng bộ về quỹ đạo của Sao Diêm Vương và Sao Hải Vương. Có thể quỹ đạo của Sao Thổ từng ở gần Sao Mộc hơn nhưng sau đó đã di chuyển ra xa Sao Mộc. Điều này có lẽ liên quan đến cái gọi là kỷ nguyên bắn phá muộn - thời kỳ va chạm rất dữ dội với Mặt trăng (và dường như là với Trái đất), bắt đầu 800 triệu năm sau khi Mặt trời hình thành. Trong một số hệ thống, những va chạm lớn của các hành tinh được hình thành có thể xảy ra ở giai đoạn phát triển muộn.

Kết quả: Sự kết thúc của sự hình thành các hành tinh và sao chổi.

Sứ giả từ quá khứ

Thiên thạch không chỉ là đá không gian mà còn là hóa thạch không gian. Theo các nhà khoa học hành tinh, đây là bằng chứng hữu hình duy nhất về sự ra đời của Hệ Mặt trời. Người ta tin rằng đây là những mảnh tiểu hành tinh, là những mảnh vỡ của các vi thể hành tinh không bao giờ tham gia vào quá trình hình thành các hành tinh và bị đóng băng mãi mãi. Thành phần của thiên thạch phản ánh mọi thứ xảy ra với cơ thể cha mẹ của chúng. Điều đáng kinh ngạc là chúng cho thấy dấu vết của ảnh hưởng hấp dẫn lâu dài của Sao Mộc.

Sắt và thiên thạch đá dường như được hình thành ở các vi thể hành tinh đã trải qua quá trình tan chảy, khiến sắt tách ra khỏi silicat. Sắt nặng chìm xuống lõi và silicat nhẹ tích tụ ở các lớp bên ngoài. Các nhà khoa học tin rằng sự nóng lên là do sự phân hủy đồng vị phóng xạ nhôm-26, có chu kỳ bán rã 700 nghìn năm. Một vụ nổ siêu tân tinh hoặc một ngôi sao gần đó có thể “lây nhiễm” đồng vị này vào đám mây tiền mặt trời, do đó nó xâm nhập với số lượng lớn vào thế hệ vi thể hành tinh đầu tiên của Hệ Mặt trời.

Tuy nhiên, thiên thạch sắt và đá rất hiếm. Hầu hết đều chứa chondrules - những hạt nhỏ có kích thước milimet. Những thiên thạch này - chondrites - xuất hiện trước các vi thể hành tinh và chưa bao giờ tan chảy. Có vẻ như hầu hết các tiểu hành tinh không liên quan đến thế hệ vi thể hành tinh đầu tiên, rất có thể chúng đã bị đẩy ra khỏi hệ thống do ảnh hưởng của Sao Mộc. Các nhà hành tinh học đã tính toán rằng khu vực vành đai tiểu hành tinh hiện tại trước đây chứa lượng vật chất gấp hàng nghìn lần so với hiện nay. Các hạt thoát khỏi nanh vuốt của Sao Mộc hoặc sau đó đi vào vành đai tiểu hành tinh sẽ kết hợp lại thành các vi thể hành tinh mới, nhưng khi đó chúng chỉ còn lại rất ít nhôm-26 nên chúng không bao giờ tan chảy. Thành phần đồng vị của chondrite cho thấy chúng hình thành khoảng 2 triệu năm sau khi hình thành Hệ Mặt trời.

Cấu trúc thủy tinh của một số chondrule chỉ ra rằng trước khi chúng đi vào các vi thể hành tinh, chúng đã bị nung nóng mạnh, tan chảy và sau đó nguội nhanh chóng. Các sóng thúc đẩy sự di chuyển quỹ đạo ban đầu của Sao Mộc chắc chắn đã biến thành sóng xung kích và có thể gây ra hiện tượng nóng lên đột ngột này.

Không có kế hoạch duy nhất

Trước kỷ nguyên khám phá các hành tinh ngoài hệ mặt trời, chúng ta chỉ có thể nghiên cứu Hệ Mặt trời. Mặc dù điều này cho phép chúng ta hiểu được vật lý vi mô các quá trình quan trọng nhất, chúng tôi không biết gì về cách phát triển của các hệ thống khác. Sự đa dạng đáng kinh ngạc của các hành tinh được phát hiện trong thập kỷ qua đã mở rộng đáng kể tầm hiểu biết của chúng ta. Chúng ta bắt đầu hiểu rằng các hành tinh ngoài hệ mặt trời là thế hệ tiền hành tinh cuối cùng còn sót lại đã trải qua quá trình hình thành, di cư, hủy diệt và tiến hóa năng động liên tục. Trật tự tương đối trong hệ mặt trời của chúng ta không thể phản ánh bất kỳ kế hoạch chung nào.

Từ việc cố gắng tìm hiểu xem hệ mặt trời của chúng ta được hình thành như thế nào trong quá khứ xa xôi, các nhà lý thuyết đã chuyển sang nghiên cứu giúp đưa ra dự đoán về các đặc tính của các hệ thống chưa được khám phá có thể được phát hiện trong tương lai gần. Cho đến nay, các nhà quan sát chỉ nhận thấy những hành tinh có khối lượng cỡ Sao Mộc ở gần các ngôi sao giống Mặt Trời. Được trang bị một thế hệ công cụ mới, họ sẽ có thể tìm kiếm các vật thể kiểu trên mặt đất, theo lý thuyết về sự bồi tụ liên tiếp, sẽ rất phổ biến. Các nhà khoa học hành tinh mới bắt đầu nhận ra thế giới trong Vũ trụ đa dạng đến mức nào.

Bản dịch: V. G. Surdin

Đọc thêm:
1) Hướng tới một mô hình xác định sự hình thành hành tinh. S.Ida và D.N.C. Lin trên Tạp chí Vật lý thiên văn, Tập. 604, số 1, trang 388-413; Tháng 3 năm 2004.
2) Sự hình thành hành tinh: Lý thuyết, quan sát và thí nghiệm. Biên tập bởi Hubert Klahr và Wolfgang Brandner. Nhà xuất bản Đại học Cambridge, 2006.
3) Alven H., Arrhenius G. Sự tiến hóa của Hệ Mặt trời. M.: Mir, 1979.
4) Vityazev A.V., Pechernikova G.V., Safronov V.S. Các hành tinh trên mặt đất: Nguồn gốc và sự tiến hóa ban đầu. M.: Nauka, 1990.

Lấy bút dạ vẽ vài “thiên hà” trên quả bóng bay hình dạng khác nhau. Khi quả bóng bay khô, hãy bắt đầu thổi phồng nó và bạn sẽ thấy các “thiên hà” phân tán như thế nào. Làm sao quả bóng lớn hơn sưng lên, họ càng chạy xa nhau. Điều tương tự cũng xảy ra trong Vũ trụ. Đây là một trong những mô hình được các nhà khoa học đề xuất để minh họa cho sự giãn nở của Vũ trụ.

Hàng tỷ năm trước, hệ mặt trời bắt đầu hình thành với sự hình thành của đám mây khí và bụi. Trung tâm của hệ thống là Mặt trời, xung quanh đó có rất nhiều vật thể khác chuyển động dưới tác dụng của trọng lực - các hành tinh, tiểu hành tinh, sao chổi, thiên thạch và rất nhiều bụi vũ trụ. Mặt trời nặng đến mức về cơ bản nó chiếm phần lớn khối lượng của toàn bộ hệ thống.

Cấu trúc của hệ mặt trời

Tổng cộng có tám hành tinh trong hệ mặt trời. Cái gọi là các hành tinh trên mặt đất - Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa là hành tinh bên trong, trái ngược với bốn hành tinh khổng lồ được ngăn cách bởi vành đai tiểu hành tinh - Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Các hành tinh trên mặt đất chủ yếu được cấu tạo từ vật chất đá, trong khi các hành tinh bên ngoài chủ yếu được cấu tạo từ vật chất đá. hành tinh khí. Hơn nữa, cái sau lớn hơn và đồ sộ hơn nhiều lần.

Tại sao chính xác vành đai tiểu hành tinh khổng lồ được hình thành giữa các hành tinh bên trong và bên ngoài vẫn còn là một bí ẩn, nhưng các nhà khoa học đồng ý rằng nếu không có nó. trường hấp dẫn Sao Mộc - thì có lẽ chúng đã hợp nhất thành một hành tinh. Nhưng có rất nhiều phỏng đoán về vấn đề này; một số thậm chí còn tin rằng vành đai tiểu hành tinh được hình thành do sự va chạm của hành tinh này với một số thiên thể khác.

Mặc dù cấu trúc của hệ mặt trời dường như đã được nghiên cứu nhưng các nhà khoa học vẫn đang thực hiện các sửa đổi, ví dụ, vào năm 2005, một sửa đổi đã được thông qua trong định nghĩa “hành tinh là gì” do đó Sao Diêm Vương không còn là một hành tinh và bắt đầu được gọi là hành tinh lùn, trong đó hệ mặt trời có khá nhiều.

Vị trí các hành tinh trong hệ mặt trời

Các hành tinh trong Hệ Mặt Trời được sắp xếp theo sơ đồ sau:

Mặt Trời > Sao Thủy > Sao Kim > Trái Đất > Sao Hỏa > Vành đai tiểu hành tinh > Sao Mộc > Sao Thổ > Sao Thiên Vương > Sao Hải Vương

Nguồn gốc của hệ mặt trời

Lý thuyết phổ biến nhất là, giống như hầu hết các thiên hà, hành tinh và ngôi sao, hệ thống của chúng ta được hình thành sau Vụ nổ lớn xảy ra cách đây 15 tỷ năm. Lượng vật chất khổng lồ thoát ra dần nguội đi và các vật thể vũ trụ được hình thành, trong đó có thiên hà của chúng ta. Người ta không biết chắc chắn là kết quả của quá trình gì, nhưng khoảng 5 tỷ năm trước, các khối vật chất từ ​​bụi và khí, do tác dụng của lực hấp dẫn, bắt đầu nén và quay xung quanh nhau. Tại trung tâm của hành động này, Mặt trời được hình thành. Nhưng bên trong cơn lốc này, các bộ phận khác bắt đầu hợp nhất lại, tạo thành những “con dấu”, sau này trở thành các hành tinh.

Tuy nhiên, nguồn gốc của hệ mặt trời vẫn chưa được nghiên cứu một cách đáng tin cậy, bởi vì có một số bí ẩn và mâu thuẫn trong lý thuyết của các nhà khoa học, chẳng hạn, không hoàn toàn rõ ràng tại sao sao Kim lại quay theo hướng ngược lại so với các hành tinh khác. Về điểm này, có giả thuyết cho rằng cô đã va chạm với người bạn đồng hành của mình và anh ta đã thay đổi hướng chuyển động của cô, nhưng không có bằng chứng thuyết phục nào về điều này.

Video trình chiếu hệ mặt trời:

(hiện nay khoảng 100 hệ hành tinh đã được phát hiện, người ta thường không nói về Mặt trời mà nói về hệ hành tinh) bắt đầu được quyết định khoảng 200 năm trước, khi hai nhà khoa học xuất sắc - nhà triết học I. Kant, nhà toán học và nhà thiên văn học P. Laplace gần như đồng thời đưa ra giả thuyết đầu tiên giả thuyết khoa học nguồn gốc của nó. Phải nói rằng bản thân các giả thuyết và cuộc thảo luận xung quanh chúng cũng như các giả thuyết khác (ví dụ, J. Jean-sa) đều hoàn toàn mang tính suy đoán. Chỉ trong những năm 50. Thế kỷ XX Đủ dữ liệu được thu thập để cho phép xây dựng một giả thuyết hiện đại.

Một giả thuyết toàn diện về nguồn gốc của hệ hành tinh, có thể giải thích chi tiết các vấn đề như sự khác biệt về thành phần hóa học và đồng vị của các hành tinh và bầu khí quyển của chúng, vẫn chưa tồn tại. Đồng thời, những ý tưởng hiện đại về nguồn gốc của hệ hành tinh giải thích khá tự tin các vấn đề như sự phân chia các hành tinh thành hai nhóm, sự khác biệt chính về thành phần hóa học và lịch sử năng động của hệ hành tinh.

Sự hình thành hành tinh diễn ra rất nhanh chóng; Như vậy, phải mất khoảng 100.000.000 năm để hình thành Trái đất. Các tính toán được thực hiện trong những năm gần đây đã chỉ ra rằng giả thuyết hiện đại Sự hình thành của các hành tinh được chứng minh khá rõ ràng.

Hạt dính vào nhau

Trong đĩa tiền hành tinh được hình thành, các hạt bắt đầu kết hợp lại. Độ bám dính được đảm bảo bởi cấu trúc của các hạt. Chúng là các hạt bụi carbon, silicat hoặc sắt trên đó có một lớp “lớp áo” tuyết (nước, metan, v.v.). Tốc độ quay của các hạt bụi quanh Mặt trời khá cao (đây là tốc độ Keplerian hàng chục km mỗi giây), nhưng tốc độ tương đối rất nhỏ và trong quá trình va chạm, các hạt dính vào nhau thành từng cục nhỏ. Tài liệu từ trang web

Sự xuất hiện của các hành tinh

Rất nhanh chóng, lực hấp dẫn bắt đầu đóng vai trò quyết định trong việc gia tăng các cục u. Điều này dẫn đến thực tế là tốc độ tăng trưởng của các cốt liệu thu được tỷ lệ thuận với khối lượng của chúng đến xấp xỉ lũy thừa thứ năm. Kết quả là, một vật thể lớn vẫn ở trong mỗi quỹ đạo - hành tinh tương lai và có thể thêm một số vật thể khác có khối lượng nhỏ hơn nhiều đã trở thành vệ tinh của nó.

Hành tinh ném bom

Ở giai đoạn cuối cùng, không còn các hạt rơi xuống Trái đất và các hành tinh khác nữa mà là các vật thể có kích thước tiểu hành tinh. Chúng góp phần nén chặt vật chất, làm nóng lòng đất và xuất hiện trên bề mặt của chúng những dấu vết dưới dạng biển và miệng núi lửa. Thời kỳ này là

Đại học: không xác định

Giới thiệu 3

Nguồn gốc của hệ mặt trời 4

Sự phát triển của hệ mặt trời 6

Kết luận 9

Tài liệu tham khảo 10

Giới thiệu

Nhánh thiên văn học nghiên cứu nguồn gốc và sự phát triển của các thiên thể được gọi là vũ trụ học. Vũ trụ học nghiên cứu các quá trình thay đổi hình dạng của vật chất vũ trụ, dẫn đến sự hình thành các thiên thể riêng lẻ và hệ thống của chúng, cũng như hướng tiến hóa tiếp theo của chúng. Nghiên cứu vũ trụ cũng dẫn đến giải pháp cho những vấn đề như sự xuất hiện nguyên tố hóa học Và tia vũ trụ, sự xuất hiện của từ trường và nguồn phát xạ vô tuyến.

Việc giải quyết các vấn đề vũ trụ gắn liền với những khó khăn lớn, vì sự xuất hiện và phát triển của các thiên thể diễn ra chậm đến mức không thể theo dõi các quá trình này thông qua quan sát trực tiếp; Thời gian của các sự kiện vũ trụ dài đến mức toàn bộ lịch sử thiên văn học so với thời gian tồn tại của chúng dường như chỉ là một khoảnh khắc. Do đó, thuyết vũ trụ từ việc so sánh các đặc tính vật lý được quan sát đồng thời của các thiên thể sẽ thiết lập tính năng đặc trưng các giai đoạn phát triển tiếp theo của chúng.

Sự thiếu hụt dữ liệu thực tế dẫn đến nhu cầu chính thức hóa kết quả nghiên cứu vũ trụ dưới dạng giả thuyết, tức là. giả định khoa học dựa trên quan sát, tính toán lý thuyết và các quy luật cơ bản của tự nhiên. Phát triển hơn nữa một giả thuyết cho thấy nó phù hợp với quy luật tự nhiên ở mức độ nào và định lượng sự thật mà cô ấy đã dự đoán.

Các nhà thiên văn học trong quá khứ đã đề xuất nhiều giả thuyết về sự hình thành của Hệ Mặt trời, và vào những năm 1940, nhà thiên văn học Liên Xô Otto Schmidt đã đề xuất rằng Mặt trời khi quay quanh trung tâm Thiên hà đã thu giữ một đám mây bụi. Từ chất liệu của đám mây bụi lạnh khổng lồ này, các vật thể tiền hành tinh dày đặc lạnh lẽo - các vi thể hành tinh - đã được hình thành.

Nguồn gốc của hệ mặt trời

Tuổi của những tảng đá cổ xưa nhất được tìm thấy trong mẫu vật đất mặt trăng và thiên thạch, là khoảng 4,5 tỷ năm. Các tính toán về tuổi của Mặt trời cho giá trị gần đúng - 5 tỷ năm. Người ta thường chấp nhận rằng tất cả các thiên thể hiện nay tạo nên Hệ Mặt trời đều được hình thành cách đây khoảng 4,5-5 tỷ năm.

Theo giả thuyết phát triển nhất, chúng đều được hình thành do sự tiến hóa của một đám mây bụi và khí lạnh khổng lồ. Giả thuyết này giải thích khá rõ nhiều đặc điểm về cấu trúc của Hệ Mặt trời, đặc biệt là sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm hành tinh.

Trong suốt vài tỷ năm, bản thân đám mây và vật chất cấu thành của nó đã thay đổi đáng kể. Các hạt tạo nên đám mây này quay quanh Mặt trời theo nhiều quỹ đạo khác nhau.

Kết quả của một số va chạm là các hạt bị phá hủy, trong khi ở những va chạm khác, chúng được kết hợp thành những hạt lớn hơn. Những khối vật chất lớn hơn đã nảy sinh - phôi thai của các hành tinh trong tương lai và các vật thể khác.

Việc thiên thạch “bắn phá” các hành tinh cũng có thể được coi là sự xác nhận cho những ý tưởng này - trên thực tế, đó là sự tiếp nối của quá trình dẫn đến sự hình thành của chúng trong quá khứ. Hiện tại, khi vật chất thiên thạch còn sót lại trong không gian liên hành tinh ngày càng ít đi, quá trình này bớt khốc liệt hơn nhiều so với trước đây. giai đoạn đầu sự hình thành của các hành tinh.

Đồng thời, sự phân phối lại vật chất và sự phân biệt của nó xảy ra trong đám mây. Dưới ảnh hưởng của sự nóng lên mạnh, các chất khí bốc hơi khỏi vùng lân cận Mặt trời (chủ yếu là phổ biến nhất trong Vũ trụ - hydro và heli) và chỉ còn lại các hạt rắn, chịu lửa. Từ chất này, Trái đất, vệ tinh Mặt trăng và các hành tinh trên mặt đất khác được hình thành.

Trong quá trình hình thành các hành tinh và sau đó là hàng tỷ năm, các quá trình tan chảy, kết tinh, oxy hóa và các quá trình khác diễn ra bên trong và trên bề mặt của chúng. quá trình vật lý và hóa học. Điều này dẫn đến một sự thay đổi đáng kể trong thành phần và cấu trúc ban đầu của vật chất mà từ đó tất cả các vật thể hiện có của Hệ Mặt trời được hình thành.

Ở xa Mặt trời, ở rìa đám mây, những chất dễ bay hơi này đóng băng thành các hạt bụi. Hàm lượng tương đối của hydro và heli hóa ra lại tăng lên. Từ chất này, các hành tinh khổng lồ được hình thành, kích thước và khối lượng của chúng vượt xa đáng kể các hành tinh trên mặt đất. Rốt cuộc, thể tích của các phần ngoại vi của đám mây lớn hơn, và do đó khối lượng của vật chất hình thành nên các hành tinh ở xa Mặt trời cũng lớn hơn.

Dữ liệu về bản chất và thành phần hóa học của vệ tinh hành tinh khổng lồ nhận được trong những năm gần đây bằng cách sử dụng tàu vũ trụ, đã trở thành một sự xác nhận khác về giá trị của những ý tưởng hiện đại về nguồn gốc của các vật thể trong Hệ Mặt trời. Trong điều kiện khi hydro và heli, đi đến vùng ngoại vi của đám mây tiền hành tinh, trở thành một phần của các hành tinh khổng lồ, các vệ tinh của chúng hóa ra giống với Mặt trăng và các hành tinh trên mặt đất.

Tuy nhiên, không phải tất cả vật chất trong đám mây tiền hành tinh đều trở thành một phần của các hành tinh và vệ tinh của chúng. Nhiều cục vật chất của nó vẫn tồn tại cả bên trong hệ hành tinh dưới dạng tiểu hành tinh và thậm chí các vật thể nhỏ hơn, và bên ngoài nó dưới dạng hạt nhân sao chổi.

Sự phát triển của hệ mặt trời

Về mặt lý thuyết, các hành tinh được hình thành cùng với Mặt trời vào khoảng thời gian gần như nhau và ở trạng thái plasma. Hệ thống thống nhất hình thành trong thời gian tương tác hấp dẫn những người hiện đang hỗ trợ nó. Sau đó, các hành tinh, với tư cách là những hệ thống ít tiêu tốn năng lượng hơn, nhanh chóng chuyển sang các quá trình tổng hợp hạt nhân và phân tử, hình thành lớp vỏ và tiến hóa thông tin.

Quá trình làm mát và mất năng lượng bắt đầu từ ngoại vi của hệ thống. Các hành tinh ở xa nguội đi sớm hơn, vật chất chuyển sang trạng thái phân tử và lớp vỏ hình thành. Ở đây, yếu tố thông tin bên ngoài dưới dạng bức xạ vũ trụ được kết nối với việc điều hòa năng lượng của các quá trình. Đây là những gì V.I. Vernadsky đã viết vào năm 1965: ... trong lịch sử hành tinh Trái đất, chúng ta liên tục, thực sự phải đối mặt với sự biểu hiện năng lượng và vật chất của Dải Ngân hà - dưới dạng vật chất vũ trụ - thiên thạch và bụi (thường là được các nhà địa chất tính đến) và năng lượng vật chất, vô hình trước mắt và con người có ý thức, không thể nhận thấy bức xạ vũ trụ xuyên qua. Một nhà nghiên cứu có thẩm quyền khác của thế kỷ trước, Hess, đã chứng minh vào năm 1933 rằng những bức xạ - dòng chảy này - liên tục được đưa đến hành tinh của chúng ta, vào sinh quyển của nó hạt cơ bản, gây ra sự ion hóa không khí, tầm quan trọng của nó trong năng lượng vỏ trái đất tối quan trọng.

Sự hình thành lớp vỏ hành tinh là sự tương tác thông tin-năng lượng, sau đó hệ thống hành tinh được đưa vào quá trình trao đổi thông tin thiên hà. Lượng năng lượng mất đi tiếp theo của hệ hành tinh được thay thế bằng sự gia tăng mức độ thông tin bảo tồn năng lượng. Các polyme sinh học, dưới tác động ngày càng tăng của thông tin bên ngoài, hình thành các tập đoàn phân tử phức tạp, sự phát triển của chúng dẫn đến sự xuất hiện của một tế bào sống và cuộc sống hữu cơ. Vai trò của các yếu tố bên ngoài đối với nguồn gốc sự sống đã được các nhà khoa học thảo luận từ lâu. Một trong những phiên bản đầu tiên được Arrhenius (1859-1927) đưa ra rằng trong số bụi vũ trụ rải rác trong chân không phải có vô số bào tử - phôi của vật chất sống đến từ các hành tinh, hành tinh đất đá, và họ bị bắt lại theo thời gian. Một phiên bản khác là việc di chuyển sinh vật bằng thiên thạch. Không bác bỏ những phiên bản này, chúng tôi có xu hướng tin rằng sự truyền tải chính không chỉ là vật chất, mà còn là ảnh hưởng của vật chất-thông tin, sóng và trường.

Giống như bất kỳ cấu trúc thông tin năng lượng nào, Hệ Mặt trời được đặc trưng bởi sự gia tăng mức độ thông tin của tổ chức vật chất khi tiềm năng năng lượng của hệ thống giảm. Không còn nghi ngờ gì nữa rằng trong quá trình làm mát hành tinh xa xôi tiềm năng năng lượng tổng thể của Hệ Mặt trời cao hơn hiện nay, do đó mức độ thông tin về sự sống trên các hành tinh xa xôi chắc chắn thấp hơn những gì chúng ta quan sát được hiện nay trên Trái đất.

Mức độ tương tác thông tin trong Hệ Mặt trời tăng lên khi mức năng lượng tổng thể của hệ thống giảm xuống. Thu nhận thông tin bên ngoài hành tinh xa xôi xảy ra với sự tương tác tương ứng của bên trong mức năng lượng mức độ thông tin bên ngoài và hệ thống. Vào thời điểm đó, hệ thống trao đổi thông tin-năng lượng của thiên hà vừa mới đi vào trạng thái cân bằng. Hơn nữa, khi Hệ Mặt trời và toàn bộ Vũ trụ phát triển, việc trao đổi thông tin-năng lượng trở nên phong phú hơn với thông tin ở cấp độ cao hơn, tiềm năng năng lượng của cả các nguyên tử thông tin riêng lẻ (tức là Hệ Mặt trời) và toàn bộ thiên hà đều giảm đi.

Quay trở lại Hệ Mặt trời, cần lưu ý rằng rất có thể quá trình tiến hóa của các hành tinh xa xôi diễn ra trong khoảng thời gian ngắn hơn, vì tốc độ nguội đi của chúng cao hơn. Đồng thời, tiềm năng năng lượng cao của hệ mặt trời không cho phép chúng đạt đến trạng thái cân bằng. Tất cả những yếu tố này chắc chắn không góp phần phát triển thông tin những hệ thống này. Do đó, sự phát triển của họ nhanh chóng đạt đến đỉnh cao thông tin, tức là. một trạng thái tiến hóa như vậy của hệ thống khi vật chất vật lý dày đặc liên kết năng lượng không còn khả năng giữ cho hệ thống không bị phân rã năng lượng. Đây là trạng thái năng lượng tối thiểu của toàn bộ hệ thống. Các quá trình tan rã của tổ chức vật chất ở cấp độ cao nhất bắt đầu bằng việc giải phóng năng lượng.

Ở quy mô Hệ Mặt trời, quá trình phân rã diễn ra trong thời gian rất dài; cả sáu hành tinh đang nguội dần của Hệ Mặt trời (Sao Diêm Vương, Sao Hải Vương, Sao Thiên Vương, Sao Thổ, Sao Mộc, Sao Hỏa) đều ở trạng thái phân rã phân tử, nhiệt độ giảm liên tục. mức năng lượng của sự chuyển đổi năng lượng thành chân không vật lý. Sau đó, các quá trình phân rã phân tử chuyển sang phân rã hạt nhân, khoảng cách giữa các hạt nhân giảm đi và vật chất siêu đậm đặc được hình thành. Ở những giai đoạn phân hủy này, nó được giải phóng vào chân không số lượng tối đa năng lượng.

Phần kết luận

Theo ý tưởng hiện đại, sự hình thành của Hệ Mặt trời bắt đầu khoảng 4,6 tỷ năm trước với sự sụp đổ lực hấp dẫn của một phần nhỏ của đám mây phân tử liên sao khổng lồ. Phần lớn vật chất kết thúc ở trung tâm hấp dẫn suy sụp với sự hình thành tiếp theo của một ngôi sao—Mặt trời. Vật chất không rơi vào trung tâm tạo thành một đĩa tiền hành tinh quay xung quanh nó, từ đó các hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh và các vật thể nhỏ khác của Hệ Mặt trời sau đó được hình thành.

Giả thuyết về sự hình thành của Hệ Mặt trời từ đám mây khí và bụi - giả thuyết tinh vân- ban đầu được đề xuất vào thế kỷ 18 bởi Emmanuel Thụy Điển, Immanuel Kant và Pierre-Simon Laplace. Sau đó, sự phát triển của nó diễn ra với sự tham gia của nhiều ngành khoa học, bao gồm thiên văn học, vật lý, địa chất và khoa học hành tinh. Với sự khởi đầu thời đại không gian vào những năm 1950 và với việc phát hiện ra các hành tinh ngoài hệ mặt trời (ngoại hành tinh) vào những năm 1990, mô hình này đã trải qua nhiều thử nghiệm và cải tiến để giải thích dữ liệu và quan sát mới.

Bạn! Bạn có cơ hội duy nhất giúp đỡ những sinh viên như bạn! Nếu trang web của chúng tôi giúp bạn tìm thấy công việc phù hợp, thì bạn chắc chắn hiểu công việc bạn thêm vào có thể làm cho công việc của người khác trở nên dễ dàng hơn như thế nào.

Theo ý kiến ​​​​của bạn, nếu Bản tóm tắt có chất lượng kém hoặc bạn đã xem tác phẩm này, vui lòng cho chúng tôi biết.