¿Cuáles son las hipótesis sobre la formación del sistema solar?
Teoría de la nebulosa: Immanuel Kant propuso por primera vez la hipótesis nebular sobre el origen del sistema solar
Pierre Simon Laplace también propuso de forma independiente la hipótesis nebular sobre el origen del sistema solar.
Teoría de la catástrofe
Teoría de la captura
Se cree generalmente que el sistema solar se formó a partir de una nebulosa que se condensó gradualmente debido a su propia gravedad hace unos 4.600 millones de años. Hace es un sistema celeste compuesto por múltiples cuerpos celestes dispuestos según ciertas reglas en una amplia gama. Los miembros de este reino solar incluyen una estrella, nueve planetas, al menos 63 satélites, alrededor de un millón de asteroides e innumerables cometas.
Los nueve planetas son los principales miembros del sistema solar. En orden de distancia al sol, son: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Todos giran alrededor del Sol en la misma dirección de oeste a este en una órbita casi gráfica cercana al mismo plano. A excepción de Mercurio y Venus, los nueve planetas están acompañados de satélites naturales. El número total de satélites detectados en el sistema solar es de unos 68. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno también tienen anillos.
Los ocho planetas del sistema solar, en orden de distancia al sol (de izquierda a derecha), son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Formación
En nuestra propia galaxia hay alrededor de 200 mil millones de estrellas de diversos tipos. Aunque complejo, opera en un orden determinado. Hace unos 4.600 millones de años, en algún lugar de la Vía Láctea, explotó una supernova. La explosión desencadenó una fuerte onda de choque que se extendió por toda la nube interestelar, provocando que la densidad de la nube interestelar fuera desigual. En cierta parte de la nube interestelar, la densidad aumentó y finalmente comenzó a reducirse, formando la nebulosa original del sistema solar. Durante la contracción continua, la temperatura de la parte central aumentó gradualmente y nació el sol original. Las nebulosas del sistema solar primitivo comenzaron a parecerse a un disco que giraba alrededor del sol primitivo.
Cuando terminó la contracción, la nebulosa original del sistema solar comenzó a enfriarse, y las partículas minerales se condensaron y se asentaron en el plano ecuatorial del disco. Luego, las partículas minerales se dividieron en muchos grupos, formando innumerables pequeños objetos "planetoides" con un diámetro de unos 10 kilómetros. Los planetesimales chocaron y se fusionaron violentamente una y otra vez. Algunos se hicieron pedazos, mientras que otros se convirtieron en una bola y gradualmente se convirtieron en planetas primitivos. Así nació el sistema solar con nueve planetas.
El sistema solar se refiere al sol, algunos planetas cercanos, satélites, cometas y muchos materiales interplanetarios como asteroides, partículas y gases.
Ying propuso una nueva hipótesis para la formación de planetas. La formación del sistema solar no es representativa.
En los últimos 10 años, los astrónomos han descubierto cientos de planetas en galaxias fuera del sistema solar. . Las últimas investigaciones de científicos británicos muestran que el proceso de formación de estos planetas puede ser diferente al de la Tierra y otros planetas del sistema solar, y en base a esto, creen que la hipótesis tradicional de formación de planetas está incompleta.
La hipótesis tradicional de formación de planetas basada en el sistema solar cree que el polvo de la masa de gas alrededor de la estrella se acumula gradualmente en rocas. Estas rocas eventualmente se convierten en el núcleo del planeta, y el núcleo luego atrae la atmósfera. Según el último número de la revista británica "New Scientist", científicos de la Universidad de Leicester en el Reino Unido han descubierto que esta hipótesis no puede explicar completamente el proceso de formación de los planetas extrasolares descubiertos en los últimos años.
Estos planetas son mucho más masivos que Júpiter, pero orbitan más cerca de sus estrellas que el Sol y la Tierra. Si seguimos la teoría tradicional de la formación de planetas, estos planetas "caerán" en la estrella bajo la influencia de la gravedad durante el proceso de formación. Además, las órbitas de estos planetas tienden a ser más elípticas, mientras que las órbitas de planetas como la Tierra son más aproximadas a círculos.
Los investigadores especulan que el proceso de formación de planetas en el sistema solar puede no ser representativo. El proceso de formación de planetas extrasolares puede serlo: los cúmulos de polvo alrededor de las estrellas de la galaxia se vuelven inestables y de repente se desintegran en fragmentos. . Los fragmentos individuales continúan colapsando bajo su propia gravedad, formando planetas. El científico responsable de la investigación afirmó en una entrevista que el sistema solar puede ser una galaxia única en la Vía Láctea.
Sin embargo, los expertos también señalaron que debido a las limitaciones de los métodos de observación astronómica, aún no es posible sacar conclusiones sobre este tema. Para comprender realmente si el proceso de formación de los planetas en el sistema solar es especial, será necesario un tiempo de observación más largo.
¿Pueden los humanos encontrar una base de supervivencia fuera de la tierra? Ésta es una pregunta fascinante y atemporal. Un equipo de investigación compuesto por astrónomos internacionales ha encontrado nuevas pistas al respecto. Publicaron un informe en la revista Science el 15 de febrero que descubrieron otro sistema planetario que se parece al sistema solar, donde "Júpiter" y "Saturno" se muestran vívidamente, mientras que otros planetas en la misma constelación aún no han sido localizados.
¿Dónde está?
Este sistema planetario llamado OGLE-2006-BLG-109L es como una versión en miniatura del sistema solar, y los dos planetas gaseosos que contiene son como Júpiter y Saturno a escala reducida.
El informe decía que esto era una sorpresa y mostraba que los sistemas planetarios como el sistema solar son relativamente comunes en el universo. Hay más esperanzas para que los humanos busquen vida extraterrestre y construyan bases de supervivencia extraterrestres.
La galaxia se encuentra a unos 5.000 años luz de la Tierra. El "sistema solar" recién descubierto tiene una versión más pequeña del "sol", una estrella que tiene sólo la mitad del tamaño del sol. El más pequeño de los dos planetas orbita aproximadamente dos veces más lejos de su estrella que el planeta más grande, al igual que Saturno orbita dos veces más lejos del sol que Júpiter. Según los cálculos, la masa del "pequeño Júpiter" es el 70% de la de Júpiter y la masa del "pequeño Saturno" es el 90% de la de Saturno.
Aunque la estrella es mucho más tenue que el Sol, las temperaturas en los dos planetas probablemente sean similares a las de Júpiter y Saturno porque están mucho más cerca de la estrella. El equipo de investigación también cree que puede haber planetas terrestres (planetas rocosos) similares a la Tierra y Marte más cerca de este "pequeño sol".
¿Cómo saberlo?
Una red astronómica global de 11 telescopios, incluido el famoso Telescopio de Liverpool en el Reino Unido, verificó el nuevo descubrimiento. Este descubrimiento también se benefició de la tecnología de "microlentes gravitacionales". El principio de esta tecnología es: si otra estrella pasa entre la estrella distante y el telescopio de la Tierra, la gravedad de la estrella intermedia actuará como una lente, amplificando la luz incidente de la estrella distante cuando un planeta orbita la estrella más cercana al girar; , la gravedad del planeta también tendrá un cierto impacto en la luz. Al estudiar los cambios en la luz, los científicos descubrieron la existencia de planetas relacionados.
Esta teoría fue propuesta por primera vez por Einstein. Einstein predijo esta futura tecnología de observación astronómica en 1912. Hoy en día, astrónomos de 11 países utilizan tecnología de microlentes gravitacionales para buscar y observar el segundo "sistema solar".
¿Un nuevo hogar?
Los investigadores creen en general que la existencia de vida extraterrestre debe cumplir en general las siguientes reglas: en primer lugar, debe haber planetas similares a la Tierra en el sistema planetario, la llamada "zona habitable"; la temperatura en el área no puede ser demasiado alta o demasiado baja debería permitir que el agua exista en forma líquida. En tercer lugar: los planetas sólidos son más adecuados para la supervivencia que los planetas gaseosos;
En abril del año pasado, los científicos descubrieron el planeta "Gris 876" a 20 años luz de la Tierra, y creyeron que era el "primer planeta apto para la habitación humana" en el espacio exterior. un período de Después de una serie de pruebas, los investigadores creen que es poco probable que tenga vida porque su estructura es muy diferente a la de la Tierra. Este nuevo descubrimiento muestra un análogo del sistema solar, o un "sistema solar reducido". Los científicos tienen nuevos objetivos al analizar el entorno de vida extraterrestre.
Scott Gowdy, profesor asistente de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio, dijo que los teóricos han estado especulando si los planetas gaseosos en otros "sistemas solares" son similares a los que se ven en nuestro sistema solar, ¿se formaron y operaron así? Ahora el descubrimiento del segundo "sistema solar" ha comprobado que esta hipótesis es cierta. La gente tiene motivos para especular además que hay planetas sólidos e incluso "Tierras pequeñas" que aún no se han descubierto en esta nueva galaxia.
El Dr. Martin Domenech de la Universidad de St. Andrews dijo: "Una serie de detecciones recientes han demostrado que algunos sistemas planetarios son cada vez más similares al sistema solar. Incluso podemos esperar que algún día tengamos podemos descubrir un planeta similar a la Tierra orbitando una nueva estrella, que será nuestro nuevo hogar”.
Según informaron esta mañana los medios británicos, los científicos midieron los isótopos de tungsteno en el metal de la luna y descubrieron la Tierra y. La Luna puede haber aparecido entre 52 y 152 millones de años después de la formación del sistema solar, pero se cree que 62 millones de años es el tiempo más exacto.
En cuanto a la formación de la luna, la opinión predominante en la comunidad científica es que la luna era originalmente parte de la tierra. En ese momento, la tierra fue golpeada por un objeto del tamaño de Marte, y. Se expulsó una gran cantidad de magma. Después de solidificarse, orbitó la Tierra y se convirtió en la Luna.
El artículo "El origen del sistema solar y sus diversas etapas evolutivas" publicado en el décimo número de "Scientific American" (versión china) en 2000, propuso por primera vez la teoría del origen del sistema solar. . Y explicó con éxito muchos misterios no resueltos del sistema solar, como el mecanismo de formación de los asteroides y por qué Urano se mueve tumbado. Esta teoría sostiene que, según el conocimiento científico actual sobre el origen del sistema solar, las estrellas del sistema solar se formaron a partir de la misma nebulosa. En otras palabras: todos los objetos del sistema solar formados en las primeras etapas del sistema solar, incluido el sol, los planetas principales, los satélites y los fragmentos que no lograron formar estrellas grandes, están compuestos del mismo material. Durante el largo proceso de evolución de más de 5 mil millones de años después de la formación de estas estrellas, debido a los diferentes tamaños, masas y posiciones espaciales de cada estrella en el sistema solar, cada estrella tiene diferencias muy grandes en sus respectivas etapas evolutivas. También debemos darnos cuenta de que la corriente principal de este cambio es irreversible. Aquí, este artículo analiza otros misterios sin resolver del sistema solar actual y la evolución de los objetos del sistema solar.
1. El origen de la luna y su evolución
La luna es el gran cuerpo celeste natural más cercano a la tierra y un satélite de la tierra. Actualmente se encuentra orbitando a unos 384.000 kilómetros de la Tierra. Es una estrella aproximadamente esférica con un diámetro de 3.500 kilómetros. También es el único cuerpo extraterrestre que el ser humano ha visitado, y de él se han recolectado una gran cantidad de ejemplares de roca. En resumen, la Luna es el gran cuerpo celeste más familiar después de la Tierra. Debido a que no fluye líquido ni gas en la superficie de la luna, conserva rastros de miles de millones de años de cambios. Compararla con la Tierra puede demostrar la evolución de la Luna, lo cual es crucial para una comprensión profunda de la Tierra y el sistema solar en el que vivimos.
Si el sol, la tierra, la luna y otros planetas estaban compuestos de los mismos materiales en las primeras etapas de su formación, entonces la luna en sus primeras etapas de formación también debería estar compuesta de hidrógeno y helio como los principales materiales. Según este cálculo, el tamaño de la Luna en aquella época era mayor que el de la Tierra actual. La masa es aproximadamente 0,8 de la masa actual de la Tierra. Estaba en órbita alrededor de la Tierra; la Luna giraba sincrónicamente con respecto a la Tierra. Dado que las masas de la Tierra y la Luna cambian constantemente durante su evolución, la distancia entre la Luna y la Tierra será variable en los años evolutivos posteriores. El momento en que el material de la nebulosa se condensó por primera vez en la Luna fue hace unos 5 mil millones de años.
Lo sabemos: ya sean rocas ígneas de la Tierra, rocas de la Luna o meteoritos que cayeron a la Tierra. Todos pasan por una etapa de fusión. De esto se puede deducir que las partes rocosas de la Tierra, la Luna y otros cuerpos terrestres han experimentado períodos de derretimiento. El mecanismo físico de este período de fusión en caliente es el origen de la energía de fusión en caliente. La comunidad científica está dividida. La comunidad astronómica actual cree generalmente que esto se debe al impacto de pequeños asteroides rocosos densamente poblados sobre las estrellas.
Sin embargo, la propia comunidad astronómica no puede justificar esta explicación. Por ejemplo, ahora hay una gran cantidad de agua en la Tierra y la explicación anterior no puede resolver el problema. Algunas personas piensan que cuando una gran cantidad de asteroides chocaron contra la tierra y las rocas de la tierra estaban en estado fundido, toda el agua de la tierra se vaporizó en el aire porque no podía soportar la alta temperatura. Después de un largo período de enfriamiento, el agua de la tierra volvió al suelo. Aquí está el problema: con la masa actual de la Tierra, no puede atraer tanta agua vaporizada. Otros han sugerido directamente que cuando la Tierra, la Luna y otros planetas terrestres experimentaron períodos de deshielo, no había agua en ellos. Después de que vivieron el período de deshielo, un cometa muy grande chocó contra la Tierra, lo que trajo el agua actual a la Tierra.
Aparece aquí una hipótesis muy interesante. En el proceso de discusión de cuestiones astronómicas, especialmente en la discusión de varios misterios sin resolver del sistema solar, cuando hay problemas importantes que no se pueden explicar. Algunas personas siempre imaginan que otro gran planeta aparecerá chocando contra la estrella en cuestión, de modo que se puedan resolver los problemas inexplicables de la estrella. Por ejemplo: un planeta voló y chocó contra los planetas del cinturón de asteroides, provocando que se rompiera y formara el cinturón de asteroides actual. Otro planeta grande golpeó a Urano, lo que provocó que Urano se encontrara en su propia órbita.
Debido a que la densidad de la tierra y la luna es muy diferente; algunas personas creen que una gran estrella chocó con la tierra y expulsó material del Océano Pacífico para formar la luna en el cielo. Además del gran cometa que trajo agua a la Tierra. La comunidad astronómica actual básicamente cree que estos cuatro planetas principales alguna vez existieron.
En lo que respecta a estas cuatro grandes estrellas, si no chocan con otras estrellas, según sus trayectorias, deberían ser planetas irregulares (los planetas regulares tienen características unilaterales, como isotropía y casi circularidad). ) y cometas muy grandes. En el sistema solar, basándose en los principios de la mecánica celeste y la probabilidad de que ocurra un evento, la probabilidad de que ocurran grandes planetas irregulares y cometas muy grandes es casi nula. También se debe a que nunca se ha visto un planeta tan grande en el sistema solar, sin mencionar que un impacto planetario tan preciso es un fenómeno astronómico que es simplemente imposible de ocurrir.
Lo que realmente ocurrió en la luna es este proceso: la protoestrella lunar formada por la acumulación de una gran cantidad de material comenzó a calentarse, y el volumen de la luna que aumentaba su temperatura se hizo aún más pequeño. La energía acumulada (energía potencial) aumenta aún más la temperatura dentro de la luna. En ese momento, la Luna era una esfera de hidrógeno líquido y helio con una gruesa capa de hidrógeno en el exterior y una pequeña cantidad de otras sustancias. Después de un largo período de evolución, una pequeña cantidad de otros materiales se acumularon hacia el centro de la luna. La energía potencial acumulada de estos materiales hizo que la temperatura del material rocoso en el centro de la luna aumentara a 4000°C. A juzgar por las rocas obtenidas de la luna, no sólo han experimentado procesos de alta temperatura, sino también procesos de alta presión, porque todas parecen ser relativamente densas. Si los procesos de alta temperatura y alta presión descritos anteriormente son ciertos, entonces los procesos anteriores también pueden probar que la Luna era mucho más grande al comienzo de su formación de lo que es ahora.
Cuando el material pesado de la luna comenzó a acumularse hacia el centro de la luna, la fusión nuclear de hidrógeno del sol comenzó a explotar. En este momento, la fuerte radiación del sol aumenta la temperatura del gas hidrógeno en la superficie de la luna y la velocidad de movimiento de las moléculas de hidrógeno de alta temperatura alcanza la velocidad cósmica de abandonar la luna. Bajo la influencia del viento solar, estos materiales de hidrógeno se desprenderán continuamente de la luna y de la órbita terrestre, y se precipitarán hacia la distancia del sol.
Hace unos 4.600 millones de años, la Luna perdió el 70% de su material de hidrógeno. A medida que la masa de la luna se hace más pequeña, las sustancias de hidrógeno y helio de la luna se vaporizan y se desprenden más rápidamente. Este proceso de vaporización acelerado elimina una gran cantidad de energía térmica de la luna, reduciendo la temperatura de la superficie del núcleo por debajo de los 1.000°C. La roca se vuelve menos fluida y comienza a solidificarse. Por cierto, tenga en cuenta: el proceso de evolución de los asteroides y la luna anterior tuvo lugar básicamente al mismo tiempo. Aunque el asteroide está mucho más lejos del Sol que la Luna, los planetesimales en la órbita del asteroide en ese momento eran mucho más pequeños que la Luna. Esta evolución de la Tierra tuvo lugar hace 3.800 millones de años. Todos los procesos de evolución física mencionados anteriormente se pueden simular mediante computadoras.
Hace unos 4 mil millones de años, debido a la violenta colisión de asteroides pedregosos, muchos fragmentos se separaron de sus órbitas originales y se esparcieron por todo el sistema solar, formando un período pico para que los asteroides impactaran con planetas grandes. La luna también fue devastada por asteroides durante este período.
En 3.900 millones de años, después de que la mayor parte del agua y las sustancias volátiles de la Luna hayan desaparecido básicamente, la presión sobre la Luna rocosa se reducirá gradualmente. Debido a la rotación sincrónica de la Luna con respecto a la Tierra (un lado mira hacia la Tierra), bajo la influencia de la gravedad terrestre, tal vez provocada por el impacto de un meteorito, la capa anortosítica de la superficie lunar de la Tierra se agrietó, y el magma basáltico que se derramó formó una gran superficie del océano. Si podemos observar cuidadosamente el contorno actual del mar lunar, podemos llegar a la misma conclusión.
Durante los largos años siguientes, la luna se fue enfriando lentamente. Cuando la roca condensada alcance un espesor suficiente, los asteroides que caigan sobre la Luna impactarán en grietas y cráteres en forma de estrella en la Luna. Si un asteroide de hierro golpea la Luna, se convertirá en un tumor masivo si permanece en la roca lunar. La luna continúa enfriándose, y cuando las rocas lunares a 1.000 kilómetros de distancia del centro de la luna comienzan a enfriarse, el centro de la luna comienza a encogerse. Bajo el fuerte apoyo de las rocas de la corteza lunar, la contracción del centro lunar forma una capa intermedia vacía intermitente entre ellas. Cuando hay un terremoto, la luna vibrará como un tambor.
Las razones por las que la densidad de la tierra y la densidad de la luna son diferentes son: 1. Las rocas de la tierra han experimentado temperaturas y presiones más altas, por lo que la tierra tiene mejor evolución geológica. 2. La Tierra es un planeta y la Luna es un satélite regular. Sus estados de movimiento son diferentes. Por tanto, las densidades de las estrellas formadas por los dos puntos serán muy diferentes.
La evolución de la luna Hasta hoy, en la segunda mitad del proceso de evolución, los cambios físicos de la luna no han sido demasiado grandes.
Ahora gira silenciosamente alrededor de la Tierra y, a veces, hay algunas actividades imperceptibles.
Por supuesto, lo que se comenta anteriormente es sólo un esquema muy simple de la evolución de la luna. Los detalles de algunos procesos evolutivos, especialmente los detalles sutiles de la evolución química de la Luna, deberían discutirse en una disciplina especializada: la "Química evolutiva del cuerpo planetario", y no se discutirán en detalle aquí.
Hablemos de la evolución de la Tierra por analogía: en 3.600 millones de años, la Tierra perdió una gran cantidad de material, y cuando la temperatura de la capa exterior de la capa de roca descendió a una cierta temperatura, la La capa de anortosita comenzó a solidificarse. Posteriormente, las sustancias de hidrógeno y helio de la Tierra se perdieron aún más, lo que redujo la presión sobre el núcleo rocoso de la Tierra; hace unos 2.600 millones de años, la capa de anortosita de la Tierra se rompió y la capa de basalto expuesta se convirtió en el núcleo del océano. Superficie inferior. Es este proceso evolutivo el que proporciona la fuerza impulsora de la teoría del movimiento de las placas terrestres. Muchos otros fenómenos naturales de la Tierra también pueden explicarse según esta teoría de la evolución.
2. Cuestionando el principio del origen del sistema solar
La gente cuestionará la hipótesis propuesta sobre el origen del sistema solar: la esperanza de vida más larga del ser humano es solo más de Cien años, y la historia de la civilización humana es sólo de cinco mil años. La evolución del sistema solar comenzó hace 5 mil millones de años. ¿Cómo podemos determinar cómo evolucionaron las estrellas del sistema solar?
Cuando se trata de historia humana, para confirmar la edad de un evento, utilizamos la corroboración mutua de datos históricos para determinarlo. En cuanto a la historia de la evolución reciente de la Tierra, investigaremos los datos estratigráficos del tiempo geológico para determinarla. Para la historia evolutiva de las estrellas, las galaxias e incluso el universo como el sol, los humanos deben utilizar teorías físicas conocidas y hechos observables para demostrarlo. Esta demostración puede ser la exploración del conocimiento o los resultados de cálculos cuantitativos. Resulta que es mejor; simular todo el proceso de evolución con ordenadores.
Cuando utilicemos este conocimiento de la física, la química y la tecnología moderna para ampliar nuestra percepción del mundo, no olvidaremos a aquellos pioneros que exploraron arduamente en vísperas de la niebla y a aquellos que trabajaron incansablemente por el avance de ciencia. Es su arduo trabajo lo que hace que los humanos tomemos conciencia de nuestro mundo.
En el debate sobre astronomía, muchos astrónomos creen que la comprensión de las estrellas es mucho más clara que la comprensión del sistema solar. Porque existen demasiados misterios e incertidumbres sobre la evolución del sistema solar y sus planetas. Después de que las estrellas se condensan en estrellas a partir de nebulosas, la evolución de estrellas con diferentes masas, desde pequeñas a grandes, no sólo se puede calcular cuantitativamente, sino que también se puede simular su evolución utilizando computadoras. Sin embargo, el sol en el centro del sistema solar es simplemente una estrella ordinaria, y los problemas anteriores surgen desde la etapa anterior a que la nebulosa forme el sol y los sistemas planetarios. Mucha gente ha propuesto modelos matemáticos de evolución y ha utilizado ordenadores para simular el proceso de formación del sistema solar a partir de nebulosas en rotación (Bodenheimer y Chanute en 1978). Pero lo que obtuvieron fue sólo el anillo de una nebulosa. Y no se puede obtener el sistema inicial del sistema solar.
De hecho, la razón por la que el modelo matemático utilizado por las computadoras para simular la evolución del sistema solar es inconsistente con el proceso de evolución. Esto se debe a que cuando la nebulosa del sistema solar se reduce del momento angular a una cierta densidad, la evolución de la nebulosa del sistema solar entra en la etapa de evolución planetesimal, lo que significa que esta etapa de evolución no se ha tomado en serio. La etapa de evolución de los planetesimales es una etapa muy importante en la evolución del sistema solar. Si el modelo matemático de la evolución del sistema solar no tiene en cuenta la etapa de evolución de los planetesimales, será imposible obtener los resultados de una galaxia rodeada de galaxias. estrellas y cuerpos planetarios.
La comunidad científica trata grandes temas científicos como la evolución del sistema solar. Todos primero plantearon hipótesis evolutivas y luego utilizaron leyes físicas y químicas conocidas para cuantificarlas en función de las hipótesis. La respuesta se obtiene demostrando (calculando o reproduciendo con una computadora) todo el proceso, sujeto a diversas condiciones de contorno (observaciones y hechos observados). Vivimos en el sistema solar y muchas cosas que vemos son el resultado de la evolución del sistema solar (condiciones límite). Por supuesto, es muy difícil proponer una hipótesis de evolución del sistema solar que satisfaga plenamente tantas condiciones límite. Pero al final, el resultado que se puede obtener utilizando todas estas condiciones de contorno evolutivas debería ser la única conclusión.
La teoría que resume el origen del sistema solar tiene los siguientes puntos:
1. Según el conocimiento de la tendencia de origen del sistema solar, los cuerpos celestes iniciales del sistema solar se formaron a partir de una nebulosa. Por lo tanto, la abundancia de materia contenida en los cuerpos celestes del sistema solar debería ser básicamente la misma.
2． La masa de la estrella formada, el contenido de diversos materiales, la temperatura determinada por la ubicación del sistema solar, los parámetros del estado de movimiento de la estrella y el tiempo de evolución son cantidades físicas cuantificables que determinan el estado físico y químico de la estrella.
3． La evolución física y química de los estados de cada estrella del sistema solar es continua. Los cambios importantes en las estrellas están determinados por sus factores cambiantes.
4. El proceso principal de evolución del sistema solar es un proceso de cambio irreversible.
Las teorías anteriores son las normas evolutivas para el origen y evolución del sistema solar.
3. Observar el sistema solar a partir de los principios de su origen
En resumen, cada cuerpo celeste del sistema solar tiene su propia historia de evolución. Para la astronomía actual, cada cuerpo celeste tiene muchos misterios sin resolver. La teoría del origen del sistema solar básicamente puede explicar muchos de estos misterios sin resolver. Por ejemplo, la razón por la que hay asteroides carbonosos en el cinturón de asteroides es que la masa original de muchos asteroides es demasiado pequeña. Cuando pierden hidrógeno y helio, el agua comienza a vaporizarse. Debido a la pequeña masa del asteroide, el vapor de agua escapa directamente al espacio, dejando al final sólo carbono no volátil y otras rocas. La gravedad de los asteroides masivos dificulta la salida del vapor de agua y el viento solar lo descompone en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno sale primero del asteroide, el oxígeno se combina con el carbono para formar dióxido de carbono y finalmente abandona el asteroide. Por tanto, los asteroides generados a partir de protoasteroides masivos son estrellas compuestas de piedra y hierro.
Debido al espacio limitado aquí, es imposible discutir toda la evolución de cada estrella. A continuación se utilizan los principios del origen del sistema solar para volver a comprender nuestro sistema solar actual.
Sistema Solar Interior: Este sistema incluye los cuatro planetas principales Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, así como satélites y asteroides del cinturón de asteroides. Todas son estrellas que se formaron junto con el sol en las primeras etapas del sistema solar. Debido a que están más cerca del sol, han perdido sus materiales de hidrógeno y helio después de una evolución a largo plazo y se han convertido en planetas terrestres más pequeños. entre los planetas principales también ha cambiado relativamente cerca. Sólo viajan dentro de 3 unidades astronómicas.
Cuando las estrellas pequeñas que contienen hidrógeno, helio y otros materiales ligeros en el sistema solar exterior se ven afectadas por otras estrellas grandes y cambian sus órbitas y entran en el sistema solar interior, se convertirán en cometas con colas largas.
El cinturón de asteroides del sistema solar interior debería llamarse el primer cinturón de asteroides.
Cinturón planetario grande de órbita baja: Este cinturón planetario incluye una variedad de estrellas. Entre ellos, hay cuatro grandes planetas parecidos a Júpiter: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Se forman tras la explosión de fusión nuclear en el sol. Son de gran tamaño y masa. Debido a su enorme gravedad, se encuentran relativamente lejos del Sol y sus materiales de hidrógeno y helio son básicamente incapaces de escapar. Las distancias entre las órbitas de los grandes planetas también son similares y sus densidades también son similares.
Los grandes planetas de este cinturón tienen anillos y numerosas lunas. La masa del material del anillo y del satélite no es grande, y la mayoría de sus materiales de hidrógeno y helio se han escapado, por lo que están compuestos de piedra y hielo; Son relativamente pequeños en comparación con los planetas más grandes.
Debería haber asteroides y cometas que irrumpan accidentalmente en este sistema. Debido a que está lejos del sol, la cola del cometa es extremadamente delgada y difícil de ver.
Las estrellas de este sistema operan dentro de 35 unidades astronómicas.
El segundo cinturón de asteroides: La anchura de este cinturón de asteroides es de 20.000 unidades astronómicas. Hay cientos de millones de planetas orbitando en este cinturón de asteroides. Debido al gran cinturón de esta estrella, la radiación solar afecta a las estrellas de este cinturón de manera diferente, por lo que este cinturón se puede dividir en dos.
Entre ellos, hay una zona dentro de las 5000 unidades astronómicas del sol, y hay dos tipos de planetas en esta zona.
El primer tipo es un asteroide de mayor tamaño. La energía acumulada de esta estrella y la energía de radiación del sol hacen que las temperaturas internas y externas del cuerpo planetario superen la temperatura de condensación del hidrógeno y el helio. Pero su masa no es suficiente para mantener hidrógeno y helio gaseosos, por lo que las estrellas que han perdido materia ligera son más densas. Plutón y los más de sesenta planetas ahora visibles en el cinturón de Kuiper (así como Tritón, que fue capturado por Neptuno), pertenecen todos a este tipo de asteroides.
El segundo tipo es un planeta con una masa menor. Debido a su pequeña masa, el interior de la estrella no ha cambiado y aún mantiene el estado mixto original de hidrógeno, helio y otros materiales. Algunos materiales ligeros, como el hidrógeno y el helio, son expulsados por la radiación solar en su superficie, dejando el material pesado restante cubriendo la superficie de la estrella. Se llama acertadamente "Bola de nieve sucia". Algunos de estos planetas cambiaron sus órbitas bajo la coerción de planetas grandes, y algunos de ellos entraron en el sistema solar interior.
Tienen erupciones muy espectaculares cuando se acercan al sol. A este tipo de estrellas las llamamos "cometa" (cometa de período corto).
En la zona entre 5.000 y 20.000 UA del Sol, el estado material del asteroide es básicamente el mismo que el de la nebulosa solar original.
Cinturón de grandes planetas en órbita lejana: durante el inicio de la formación del sistema solar, una gran cantidad de material fue expulsado del sol y del sistema solar interior. Algunos de ellos fueron capturados por planetesimales en el cinturón de grandes planetas en órbita cercana y formaron grandes planetas. También hay una gran porción del material que permanece sin capturar. Junto con el hidrógeno y el helio emitidos por las estrellas más pequeñas del gran cinturón planetario en órbita cercana, y los materiales de hidrógeno y helio emitidos por los planetas del segundo cinturón de asteroides, se emiten continuamente más allá del sol.
Según la teoría del origen del sistema solar, existen tres condiciones para la formación de grandes planetas: En primer lugar, debe haber suficiente material dentro del rango gravitacional de la estrella. El segundo es la temperatura. Las sustancias emitidas mencionadas anteriormente son hidrógeno, helio y otras sustancias gaseosas, y sus temperaturas de condensación son inferiores a 10 K. El tercer factor es el tiempo, es decir, estos materiales deben viajar durante una determinada cantidad de años planetarios antes de poder acumularse en grandes estrellas.
Basándose en las condiciones anteriores, los parámetros básicos de los principales planetas en el cinturón de órbita distante se pueden calcular de forma aproximada: dentro de un rango de aproximadamente 22.000 a 27.000 unidades astronómicas de distancia del Sol, hay al menos tres órbitas con planetas grandes que los orbitan. Planetas, sus órbitas están separadas aproximadamente 100 AU. Se necesitan entre 2,1 y 2,6 millones de años para realizar una revolución alrededor del sol.
En la primera órbita hay dos o tres grandes planetas con una masa similar a la de Saturno. Debido a que el tiempo para acumular material en esta órbita no es lo suficientemente largo, sólo decenas de millones de años en las primeras etapas de la formación del sistema solar y miles de millones de años en las etapas posteriores, el material aquí no ha tenido tiempo de agregarse en un gran planeta. La densidad de estas estrellas es de 0,7 g/cm3. Los planetas están distribuidos de manera desigual en sus órbitas.
El gran planeta de la segunda órbita es un gran planeta con una masa más del doble que la de Júpiter (el planeta más grande del sistema solar), con un diámetro de unos 190.000 kilómetros y una densidad inferior a 0,7 g/cm3.
En la tercera órbita hay de cuatro a seis planetas grandes, más pequeños que Saturno, y su densidad es de 0,6 g/cm3. Se necesitarían miles de millones de años para reunirlos.
Mirar el sol desde el planeta más grande es casi igual que Venus visto desde la tierra. Con la ayuda de la luz de otras estrellas, la superficie de este gran planeta es mucho más tenue que el brillo de la cara oculta de la Luna. Su área de visión es de solo 0,07 segundos de arco (Plutón es de 0,11 segundos de arco). No se puede ver con telescopios ópticos comunes. Incluso si puedes verlo, mucha gente lo tratará como una estrella, porque este gran planeta sólo se mueve 0,5 segundos de arco cada año. Se necesitarían 300 años para lanzar una sonda para investigarlo. Su periodo de rotación es de 20 a 30 horas.
Los grandes planetas aquí tienen anillos compuestos de materia de grano fino y también cuentan con numerosas lunas. Aquí también puedes ver satélites de satélites. Las orientaciones de los planetas masivos más grandes se pueden calcular utilizando métodos, y las probabilidades de aparición y los parámetros orbitales de muchos cometas de período largo que visitan el sistema solar interior pueden proporcionar información sobre el movimiento de estos grandes planetas.
El tercer cinturón de asteroides: La anchura de este cinturón de asteroides es de más de 100.000 unidades astronómicas. A excepción de los asteroides de más de 1.000 kilómetros dentro de las primeras 1.000 UA del cinturón de grandes planetas en órbita lejana, hay muy poca distribución de material en las partes restantes. Hay cientos de miles de millones de cuerpos celestes orbitando en este cinturón planetario. A las estrellas situadas en el borde del cinturón planetario les lleva cientos de millones de años dar una vuelta alrededor del Sol. La influencia del sol (gravedad y radiación) sobre ellos es mínima.
En cuanto al segundo cinturón de asteroides y el tercer cinturón de asteroides, la mayoría de la gente en la comunidad astronómica ahora cree que el material sobrante de la formación del sistema solar es un grupo de cometas, llamado Orr Especial (. Oort) nube. La nube de Oort es el material primitivo del sistema solar distribuido simétricamente a ambos lados del sol.
Reentendiendo el sistema solar, es posible que no podamos conocer el número total de planetas grandes en el sistema solar, ni podamos conocer la verdadera situación en la distancia del sistema solar. Probablemente sepamos muy poco sobre lo que sucede en nuestro sistema solar.
4. Conclusión
Mirando la historia del desarrollo de la tierra, los humanos podemos estar en una edad infantil cuando realmente somos capaces de hacer algo, pero no lo hacemos. saber lo que estamos haciendo. En esta era, los seres humanos tienen más probabilidades de dañarse a sí mismos y a su entorno de vida.
Así que ahora debemos darnos cuenta de que el problema del origen del sistema solar puede ser un problema que llevará mucho tiempo resolver.
Pero ya estamos en una era en la que la tecnología humana casi puede cambiar nuestro entorno de vida. Si no tenemos un conocimiento profundo de nuestro entorno de vida, podemos cometer algunos errores irreparables y perder la única tierra que tenemos en la que podemos sobrevivir. Por tanto, el origen del sistema solar es un gran tema que debemos comprender lo antes posible.
Referencias:
Inglis Planets, Stars, and Galaxies Science Press 1979
Las cuatro conferencias de Schmidt sobre el origen de la Earth Science Press 1954
La evolución de los objetos devosetianos Hunan Education Press 1999
Hu Zhongwei et al. Introducción a la ciencia planetaria Nanjing University Press 1998
El misterio de la luna de la montaña Luoji en el sur Press 2000
Kipen Hahn Cien mil millones de soles Hunan Science and Technology Press 1999
Liu Xuefu y otros Nueva exploración del sistema solar Earthquake Press 1999
Li Jing Exploración del Universe Science and Technology Literature Press 1999
Liu Yuansheng El origen del sistema solar: ciencia de las etapas evolutivas (estadounidense) Edición china 2000 10