WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаАстрономія та Авіація → Особливості походження Сонячної системи - Курсова робота

Особливості походження Сонячної системи - Курсова робота

Згідно гіпотезі Джінса, початкова матерія, з якої надалі утворилися планети, була викинута з Сонця (яке на той час було вже достатньо "старим" і схожим на нинішнє) при випадковому проходженні поблизу нього деякої зірки. Це проходження було настільки близьким, що практично його можна розглядати як зіткнення. При такому дуже близькому проходженні завдяки приливним силам, що діяли зірки, що із сторони налетіла на Сонці, з поверхневих шарів Сонця був викинутий струмінь газу. Цей струмінь залишиться у сфері тяжіння Сонця і після того, як зірка піде від Сонця. Надалі струмінь сконденсується і дасть початок планетам.

Що можна сказати зараз з приводу цієї гіпотези, що володіла розумом астрономів протягом трьох десятиріч? Перш за все, вона припускає, що утворення планетних систем, подібних нашою Сонячною, є процес виключно маловірогідний. Насправді, зіткнення зірок, а також їх близькі взаємні проходження в нашій Галактиці можуть відбуватися надзвичайно рідко. Пояснимо це конкретним розрахунком.

Відомо, що наше Сонце по відношенню до найближчих зірок рухається з швидкістю близько 20 км/с. Навіть найближча до нас зірка – Проксима Центавра знаходиться від нас на відстані 4,2 світлові роки. Щоб подолати цю відстань, Сонце, рухаючись з вказаною швидкістю, повинне витратити приблизно 100 тис. років. Вважатимемо (що в даному випадку правильне) рух Сонця прямолінійним. Тоді вірогідність близького проходження (скажімо, на відстані трьох радіусів зірки) буде, очевидно, рівна відношенню тілесного кута, під яким видний із Землі збільшений в 3 рази диск зірки, до 4П. Можна переконатися, що дане відношення складає близько 10-15. Це означає, що за 5 млрд. років свого життя Сонце мало один шанс з десятків мільярдів зіткнутися або дуже зближуватися з якою-небудь зіркою. Оскільки в Галактиці налічується всього близько 150 млрд. зірок, та повна кількість таких близьких проходжень у всій нашій зоряній системі повинна бути близько 10 за останні 5 млрд. років.

Звідси витікає, що, якби гіпотеза Джінса була правильною, число планетних систем, що утворилися в Галактиці за 10 млрд. років її еволюції, можна було перерахувати буквально по пальцях. Оскільки це, мабуть, не відповідає дійсності і число планетних систем в Галактиці достатньо велике, гіпотеза Джінса виявляється неспроможною.

Неспроможність цієї гіпотези слідує також і з інших міркувань. Перш за все, вона страждає тим же фатальним недоліком, що і гіпотеза Канта – Лапласа: гіпотеза Джінса не в змозі пояснити, чому переважна частина моменту кількості руху Сонячної системи зосереджена в орбітальному русі планет. Математичні розрахунки, виконані свого часу Н.Н. Парійським, показали, що при всіх випадках в рамках гіпотези Джінса утворюються планети з дуже маленькими орбітами. Ще раніше на цю класичну космогоническую трудність стосовно гіпотези Джінса вказав американець Рессел.

Нарешті, нізвідки не витікає, що викинутий з Сонця струмінь гарячого газу може сконденсуватися в планети. Навпаки, розрахунки ряду відомих астрофізиків, зокрема Лаймана Спітцера, показали, що речовина струменя розсіється в навколишньому просторі і конденсації не буде. Т.ч., космогонічна гіпотеза Джінса виявилася повністю неспроможною. Це стало очевидним вже в кінці тридцятих років минулого сторіччя.

Тим більше дивним представляється відродження ідеї Джінса на новій основі, яке відбулося в останні десятиріччя минулого століття. Якщо в первинному варіанті гіпотези Джінса планети утворилися з газового згустку, викинутого з Сонця приливними силами при близькому проходженні мимо нього зірки, то новітній варіант, Вулфсоном, що розвивається, припускає, що газовий струмінь, з якого утворилися планети, був викинутий з проходячого мимо Сонця космічного об'єкту. Як останнє приймається вже не зірка, а протозірка – рихлий об'єкт величезних розмірів (в 10 разів перевищуючий радіус нинішньої земної орбіти) і порівняльно невеликої маси ~ 0,25 M Сонця. Пропрацювала схема такого "зіткнення", заснована на точних розрахунках. В цьому випадку протозірка повинна знаходитися на гіперболічній орбіті навкруги Сонця. Все явище близького проходження протозірки займає близько 30 років. В результаті деформується поверхня протозірки під впливом приливних сил і утворюються різні орбіти із захоплених Сонцем окремих шматків протозвездного згустка. Розрахунки показують, що деякі орбіти так само видалені від Сонця, як орбіта Юпітера і навіть далі – до 30 астрономічних одиниць. Т.ч., новітня модифікація гіпотези Джінса знімає основну трудність, з якою зіткнувся її первинний варіант – пояснення аномально великого обертального моменту планет. В схемі Вулфсона це досягається припущенням про великі розміри об'єкту, що "стикається" з Сонцем, і його порівняльно невеликій масі. З розрахунків також видно, що первинні орбіти згустків були вельми ексцентричні. Оскільки явно не весь захоплений Сонцем газ зміг конденсуватися в планети, навкруги згустків, що рухаються, повинне було утворитися деяке газове середовище, яке гальмувало б їх рух. При цьому, як відомо, спочатку ексцентричні орбіти поступово ставатимуть круговими. На це буде потрібно порівняно мало часу – близько декількох мільйонів років. Кожний такий згусток досить швидко еволюціонуватиме в протопланету. Обертання протопланет може бути обумовлено дією приливних сил, витікаючих від Сонця. В рамках цієї моделі можна також зрозуміти походження супутників планет. Останні відділяються від протопланет при стисненні через їх несиметричну фігуру. Слід зазначити, що ця гіпотеза порівняно легко пояснює походження великих планет і їх супутників. Для пояснення планет земної групи необхідно привернути нові уявлення.

Гіпотеза Джінса в модифікації Вулфсона заслуговує уваги. Вона, по суті, зв'язує утворення планет з утворенням зірок. Останні утворюються з міжзоряного газопилового середовища групами в так званих зоряних асоціаціях. В таких групах, як показують нагляди, спершу утворюються порівняно масивні зірки, а потім всякі "зоряні дрібні гроші", які еволюціонують в карлики. Це добре узгоджується з гіпотезою Джінса – Вулфсона. Розрахунки показують, проте, що якщо цей механізм був би єдиною причиною утворення зоряних систем, то їх кількість в Галактиці була б вельми мало (одна планетна система, приблизно, на 100 тис. зірок), хоча і не так катастрофічно мало, як в первинній гіпотезі Джінса. По суті, це є єдиним уразливим пунктом сучасної модифікації гіпотези Джінса. Якщо з достовірністю буде доведено, що біля хоча б деяких найближчих до нас зірок є планетні системи, ця гіпотеза буде остаточно похована.

Вище вже було згадано, що видатний радянський вчений О.Ю. Шмидт в 1944 р. запропонував свою теорію походження Сонячної системи. Согласно О.Ю. Шмідту наша планетна система утворилася з речовини, захопленої з газопилової туманності, через яку ніколи проходило Сонце, вже тоді мало майже сучасний вигляд. При цьому ніяких труднощів з обертальним моментом планет не виникає, оскільки первинний момент речовини хмари може бути скільки завгодно великим. Починаючи з 1961 р. цю гіпотезу розвивав англійський космогонист Літтлтон, який вніс в неї істотні поліпшення. неважко бачити, що блок-схема "аккреціонної" гіпотези Шмідта – Літтлтона співпадає з блок-схемою "гіпотези захоплення" Джінса – Вулфсона. В обох випадках майже сучасне Сонце стикається з більш менш рихлим космічним об'єктом, захоплюючи частини його речовини. Слідує, втім, помітити, що для того, щоб Сонце захопило достатньо багато речовини, його швидкість по відношенню до туманності повинна бути дуже маленькою, близько ста метрів в секунду. Якщо врахувати, що швидкість внутрішніх рухів елементів хмари повинна бути не меншою, то, по суті, йдеться про "застрягле" в хмарі Сонце, яке, швидше за все, повинне мати загальне з хмарою походження. Тим самим утворення планет зв'язується з процесом звездообразования. Є гіпотези, в яких планети і Сонце утворилися з єдиної "сонячної" туманності. По суті, йдеться про подальший розвиток гіпотези Канта – Лапласа.

Loading...

 
 

Цікаве