Једно древно питање – зашто се све планете Сунчевог система налазе практично у једној равни? Зашто не ротирају око звезде под различитим угловима?
Текст: Тијана Марковић
Планетарни систем, његов изглед и настанак, дуго је једна од врућих тема – астрономи се већ 2000 година баве проучавањем планета и Сунчевог система. Једно од најинтригантнијих питања се односи на необичну чињеницу да све планете, поред тога што ротирају око Сунца, то раде тако што се налазе у истој равни.
Како би се дао одговор на ово, али и на бројна друга питања о Сунчевом систему, постављено је неколико хипотеза које мање или више успешно објашњавају настанак Сунчевог система. Прву научну хипотезу ове врсте поставио је 1644. године Рене Декарт, који је предлагао да је Сунчев систем настао из облака гаса и прашине.
Но, најпознатија хипотеза је постављена стотинак година касније – смислили су је немачки филозоф Имануел Кант и француски математичар Пјер Лаплас. Та теорија је данас позната као Теорија сажимајуће маглине. Полази се од чињенице да су Сунце и планете настале од истог материјала.
САЖИМАЈУЋА МАГЛИНА
Шта су Лаплас и Кант закључили о настанку Сунчеве породице? Пре око пет милијарди година у Свемиру није постојао Сунчев систем, већ се на његовој садашњој позицији налазио облак међузвездане материје који се састојао из лаких хемијских елемената, већином водоника и хелијума, али су се ту, процентуално знатно мање, нашли и други тежи елементи. Лаплас је сматрао да је облак ротирао равномерно (то сматра полазном чињеницом).
Материја се под дејством гравитационе силе сажимала и загревала, док је услед центрифугалне силе дошло до убрзања ротације. Облак је полако почео да мења облик прелазећи из сфере у све спљоштенији елипсоид. У једном тренутку је центрифугална сила надјачала гравитациону и око њега се формирао диск одбаченог материјала.
Након тога централни део је поново добио облик сфере и наставио је да се брже згушњава и загрева. Притисак је постајао јачи, а температура све већа, досежући до критичних граница. Услед тога дошло је до термонуклеарне реакције у формираном централном згушњавању, и тако је настало Сунце. Претпоставља се да је Сунце постало тада звезда Т Таури типа.
Иако је већина материје остала у средишњем делу облака, на одбачени део се пренео скоро целокупни угаони момент и диск је наставио да се креће у истом смеру као и међузвездана материја на почетку. Лакши елементи су остали у центру, али су се услед отпуштања пренели и на ободе диска, док су тежи остали у унутрашњим деловима. Полако је диск почео да се хлади , а честице, које су се понашале као језгра кондензације, сажимају се под дејством међусобне гравитационе силе.
Од ових акреција настаје грумење силикатне грађе, чији састав можемо да нађемо код примитивних хондрита. Судари се настављају, формирајући тела величине од 0,1 до 1 км, тзв. планетезимале. Ова тела ће наставити нагомилавање материје привлачећи је сопственом гравитацијом. Даљи раст се дешава помоћу судара или међусобног привлачења лаких елемената, у зависности од тога формирале су се планете Земљиног, односно Јупитеровог типа. Новооформљене планете настављају да круже око Сунца по својим орбитама, на исти начин на који су то чиниле честице од којих су оне настале.
НОВЕ ХИПОТЕЗЕ
Лаплас у својој теорији објашњава и узрок ротације планета око своје осе. То објашњава као последицу различитих линијских брзина честица које су формирале планету. Све честице су се кретале истом угаоном брзином, па су оне на периферном делу имале већу линијску брзину од оних на унутрашњем, јер су за исти временски период морале да пређу већи пут. Лапласова, као и све друге монистичке теорије, тврди да се момент импулса система распоређује пропорционално маси. Али ту се јавља проблем, јер Сунце са 99,86 одсто масе система поседује само 0,5% укупног момента импулса.
Покушавајући да реши проблем момената импулса, Едвард Роше је дошао до закључка да би расподела почетне масе у Лапласовом моделу могла да буде веома концентрисана, а не равномерно расподељена. Онда би у равномерно ротирајућем, већ споменутом, облаку гаса, момент импулса централног тела био много мањи. Овим кораком се момент импулса, који се добија на основу Лапласове теорије, поклопио са резултатима посматрања.
Орбите планета су елиптичне, са Сунцем у једној жижи. Све леже у равни еклиптике и нагиби су им до седам степени. Пошто је ексцентрицитет планетарних путања веома мали, оне су готово кружне. Изузетак представља Меркур, чија путања има наглашенији облик елипсе. Та одступања се објашњавају ударањем мањих тела у планете током њиховог развоја.
Данас постоји више теорија које покушавају да објасне чињенице у вези са за настанком Сунчевог система на другачији начин. Има и присталица Џинсове теореме у којој он полази од тога да су планете настале тако што је дошло до „судара“ Сунца са неком другом звездом.
Један од највећих њених недостатака је то што се заснива на веома реткој појави скоро невероватне случајности. Тренутно је најзаступљенија Лапласова теорија, мада да бисмо добили коначан одговор о настанку и кретању планета, мораћемо, по свој прилици, да сачекамо још мало.