09:32 Родители и Молодость Солнечной Системы. |
 Согласно ряду теорий, появление Солнечной системы было спровоцировано близким взрывом сверхновой или воздействием звезды АВГ (cреди пульсирующих переменных звезд поздних классов видное место занимают долгопериодические переменные звезды (ДПП). Это красные гиганты спектральных классов M, S или C с массами от одной до нескольких солнечных, вступающие в заключительную стадию своей эволюции. Большинство этих звёзд принадлежит к так называемой асимптотической ветви гигантов АВГ, или AGB ). И хотя вопрос о возникновении нашего светила и его планетной системы еще далек от окончательного решения, но целый ряд интригующих догадок позволяет предположить, что не только силы гравитации обусловили их рождение.Внезапность начала формирования нашего светила 4,59 миллиарда лет тому назад подразумевает наличие стимула, подействовавшего таким образом, что материя сгустилась и образовала новорожденную звезду — Солнце. Таким стимулом мог быть взрыв сверхновой на достаточно близком расстоянии от газопылевой туманности, в которой впоследствии оно и родилось. Такие звезды второго поколения во время взрывного превращения реализуют мечты алхимика — порождают тяжелые элементы золото, платину, а также трансурановые элементы. Наша планета Земля и астероиды по химическому составу соответствуют этому предположению. Альтернативой является воздействие опять же близкой звезды иного типа, не взрывной, как сверхновая, а принадлежащей к асимптотической ветви гигантов (АВГ) на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. Кстати, Солнце в своей звездной эволюции тоже станет красным гигантом через миллиарды лет! Такие гиганты обладают мощными звездными ветрами — они источают плазму с огромной скоростью и интенсивностью, что оказывает сильное влияние на окружающую материальную среду. Ученые Алан Босс (Alan Boss) и Сандра Кейзер (Sandra Keiser), астрономы из Института Карнеги (Вашингтон, США), попытались решить проблему, проводя модельные расчеты распределения материи, внесенной взрывом сверхновой либо могучим звездным ветром красного гиганта в область возникновения будущей Солнечной системы. Астрофизикам известно, что определенные радиоактивные изотопы веществ, порожденные сверхновыми звездами или красными гигантами, существенно отличаются по концентрации от таковых, имеющихся в наличии в нашей Солнечной системе. Прежде всего, это изотоп железа-60, для которого период полураспада равен 2,6 миллиона лет, и продукты его распада. Итак, интересующий нас изотоп железа-60 возникает только в термоядерном синтезе в существенном количестве. И сверхновые звезды, и звезды АВГ способны порождать его, но моделирование показало, что преимущество за сверхновыми, потому что ударный фронт АВГ-звезд слишком медленный и массивный в сравнении с ударной волной от взрыва первых. Ударная волна красного гиганта привнесла бы железо-60 только на периферию протопланетного облака, но не смогла бы проникнуть в его середину. Но, согласно исследованиям, распределение железа-60 в центре протопланетного облака (а впоследствии, как полагают, и на Земле) совпадает с распределением этого изотопа в метеоритах. Расчеты свидетельствуют, что взрывная волна сгенерировала направленные к центру системы локальные потоки, проникшие к центру системы таким образом, что образовалось неравномерное присутствие ряда тяжелых элементов на планетных телах, которые вращаются сегодня вокруг Солнца. Также модель показала, что после воздействия стимула коллапс газопылевой туманности начался лишь через 100 тысяч лет, когда возникла протозвезда, впоследствии сформировавшая Солнце. Авторы всех этих построений придерживаются той точки зрения (ее скоро можно будет изучить, прочтя публикацию в Astrophysical Journal Letters ), что именно сверхновая звезда была стимулом порождения Солнечной системы, а не звезда асимптотического ряда гигантов, воздействие которой не могло иметь такой избирательности в "нагрузке изотопами" планет и малых тел Солнечной системы. Если вспомнить гравитационное моделирование эволюции звезды типа Солнца, то оно ранее казалось чрезвычайно простым: чисто гравитационное сжатие могло породить Солнце из протопланетной туманности за считаные тысячи лет, а также и планеты, причем безо всякой дополнительной стимуляции внешними процессами. Однако наличие в Солнечной системе аномально высокого количества золота и урана приводит к необходимости привлечения близких взрывов сверхновых, способных обеспечить эту особенность изотопного состава. А сроки образования протозвезды, оцениваемые в 0,1 миллиона лет, могут казаться даже слишком затянутыми. За рождением, как правило, следует детство и юность, но перейдем сразу к молодости Солнечной Системы... Считается, что многие аномалии — результаты космических столкновений в молодой Солнечной Системе. Это объясняет, почему у Меркурия такое большое железное ядро, а орбита Урана наклонена вбок. Меж тем, на заседании Европейского конгресса планетарных наук и отделения планетарных наук Американского астрономического общества данная гипотеза была поставлена под сомнение. Действующая теория формирования Солнечной системы предполагает, что она образовалась из газопылевого облака, окружавшего Солнце на ранних этапах эволюции. Постепенно пылевые частицы уплотнялись, становясь основой для будущих планет и спутников, которые, по мере налипания на них пылевых частиц и соударения с другими космическими объектами, "твердели" и превращались в планеты в их нынешнем виде. Согласно более ранним представлениям, соударение с другим космическим телом лишило Меркурий части его мантии, из-за чего объем железного ядра планеты оказался неправдоподобно велик — на него приходится 70 процентов массы всей планеты. Однако недавно космический аппарат MESSENGER обнаружил в коре Меркурия большое количество серы и калия, которые, по идее, при столкновении должны были неминуемо испариться. Выходит, "ударная" теория неверна? Впрочем, Сара Стюарт из Гарвардского университета (США) высказала предположение, что столкновение могло не задеть летучих элементов Меркурия. "Летучий материал можно потерять только в том случае, если его каким-то образом удастся "отцепить" от более тяжелых и тугоплавких элементов, — заявила Стюарт. — Например, наша Луна имеет низкое содержание летучих элементов, поскольку она медленно формировалась из горячего диска, окружавшего Землю". По словам исследовательницы, этот диск оставался горячим достаточно долго, чтобы потерять основную часть легких элементов. "А вот Меркурий после столкновения остыл быстро, что позволило большей части калия и серы сохраниться", — заключила Сара Стюарт. Между тем, астрохимик Ричард Старр из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда и физик Патрик Пепловски из Университета Джонса Хопкинса (США) сильно сомневаются в том, что нынешнее строение Меркурия сформировалось в результате соударений. Правда, добавили они, чтобы судить об этом наверняка, необходимо произвести детальные расчеты потери элементов после гипотетического столкновения. Давно волновало ученых и то обстоятельство, что орбита Урана так вытянута и как бы "лежит на боку" (плоскость экватора наклонена к плоскости его орбиты под углом 97,86 градусов). Но тогда почему наклонены и орбиты его 27 спутников? Может быть, соударение тут ни при чем? Алессандро Морбиделли из Обсерватории Лазурного берега (Франция) предложил новую модель эволюции Урана и его спутников. Согласно ей, удар по Урану был нанесен еще до того как из протопланетного диска, состоящего из газа и пыли, сформировались его спутники. "В первые дни Солнечной системы, по всей видимости, существовало несколько сотен протопланет, — считает ученый. — И если крупное столкновение было, то велика вероятность, что оно произошло на самом раннем этапе". После того как случился удар, продолжает Морбиделли, протопланетный диск Урана пережил сотрясение, а затем вновь сконцентрировался в плоскости экватора. Впоследствии из него образовались спутники. Однако как объяснить тот факт, что они движутся по орбите в направлении вращения планеты? Наклон оси Урана сейчас составляет 98 градусов, причем вращение планеты происходит в направлении, противоположном ее орбитальному движению вокруг Солнца. Но спутники, образовавшиеся из газопылевых частиц протопланетного диска, должны были все равно двигаться в первоначальном направлении, даже оказавшись после столкновения планеты с другим телом в новой экваториальной плоскости. Все становится на свои места, если предположить, что столкновений было несколько. Морбиделли полагает, что первый удар мог "нагнуть" Уран скажем, градусов на 50, а второй — еще градусов на 48. Не исключено также, что имели место целые серии мелких соударений. Аналогичным образом могла сформироваться и спутниковая система Плутона. По мнению Стэнтона Пила из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, большой Харон, а также маленькие Никта, Гидра и S/2011 (134340) могли образоваться в итоге нескольких столкновений. "Проведенное нами моделирование показало наличие дополнительных стабильных регионов вокруг карликовой планеты, где могли в конечном итоге оказаться малые спутники", — заявил эксперт. Более точные сведения могут быть получены в 2015 году, когда к Плутону будет запущен американский космический зонд "Новые горизонты". Американские астрономы обнаружили самую молодую и по-прежнему формирующуюся звездную систему. Ее возраст составляет всего 300 тыс. лет, и она обладает всеми элементами, которыми обладала Солнечная система в процессе становления. Молодая протозвезда, получившая название L1527 IRS, окружена диском из пыли и газа. Она находится в 450 световых годах от Земли в созвездии Тельца. В настоящее время ее масса составляет одну пятую часть от массы Солнца, но ученые считают, что она доберет вес и достигнет того же размера. Газово-пылевой диск, окружающий L1527 IRS, содержит достаточно массы, чтобы из него образовалось по крайней мере семь таких же крупных планет, как Юпитер. «Формирующаяся система обладает всеми элементами, которыми обладала Солнечная система в момент своего становления», — рассказал астроном из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) Джон Тобин. Зарождающейся звездной системе не более 300 тыс. лет, в то время как возраст Солнца составляет 4,6 млрд лет. То есть система начала свое формирование в тот момент, когда на Земле уже появились неандертальцы. «Возможно, звезда L1527 IRS еще моложе. Это зависит от того, как быстро она накопила массу в прошлом», — отметил г-н Тобин. Звездная система была исследована с помощью приборов крупнейшей астрономической обсерватории в Чили Atacama Large Millimeter Array (ALMA), завершение строительства которой планируется в 2013 году. По словам старшего научного сотрудника отдела изучения галактик и переменных звезд ГАИШ Владимира Сурдина, невозможно предположить, сколько планет образуется из газово-пылевого диска звезды. «Это открытие интересно только потому, что новая обсерватория ALMA начинает выдавать результаты. Большинство звезд похожи на Солнце, и большинство планетных систем похожи на нашу Солнечную систему, и в этом нет ничего удивительного. Достаточно часто обнаруживаются системы, находящиеся в процессе формирования. Но та аппаратура, которая строится в Чили, может видеть и холодные объекты, которые ученые раньше с трудом замечали. До сих пор нельзя было получить четкие изображения холодных объектов, а теперь такая возможность появится», — отметил г-н Сурдин. Заведующий отделом исследований Луны и планет ГАИШ профессор Владислав Шевченко рассказал, что каждый новый случай обнаружения новой системы — это шаг к пониманию того, как образуются планеты вокруг звезд и как образовалась наша Солнечная система. «У нас еще очень мало сведений о том, как образовалась Солнечная система. Поэтому направление исследования экзопланет стало таким популярным. В конце концов, изучение экзопланет сводится к вопросу о том, так ли образовалась и наша система? Существует теория, что в образовании газово-пылевого облака, которым было окружено Солнце, сыграла роль сверхновая звезда, взорвавшаяся неподалеку. Ее воздействие и различные волновые процессы этого взрыва дали толчок к формированию нашей Солнечной системы. Но если сделать беглый обзор по экзопланетам, многие из них формировались совсем иначе», — добавил г-н Шевченко. http://www.pravda.ru/science/planet/space/12-10-2011/1094861-sun_young-0/ http://www.pravda.ru/science/planet/space/20-08-2012/1124912-sun_born-0/ http://news.rambler.ru/16761103/ |
|
|
| Всего комментариев: 0 | |