私たちの世界のすべてが固定されているように思えます。 8 つの惑星が何十億年もの間、中心星の周りを公転しており、これが将来も変わる兆候はありません。この星系は宇宙を静かに移動しているように見えます。 3 つのモデルは、私たちの太陽系がどのように形成されたかを示しています。
私たちの太陽系がなぜ誕生したのか
ミシェル・マイヨールとディディエ・ケローがペガスス座で最初の系外惑星を発見したのは 1995 年のことでした。ペガスス座 51 番星 b は、私たちの惑星が太陽の周りを周回しているように、主星を周回しています。これにより、天文学は私たちの太陽系のはるか外側に遠い世界の存在を発見しただけでなく、太陽系が他の場所でも形成されるという証拠も発見しました。
原則として、このような恒星系は常に、新しく点火した星の塵とガス雲から形成されます。天文学者は、私たちの星系は約 45 億年前に形成されたに違いないと考えています。重力によってガス、岩石、塵が最初の原始惑星に集中します。太陽系が誕生しました。
しかし、これがどのように正確に起こったのかはまだ完全には明らかではありません。科学は、若い星系の観察からのみさらなる知識を得ることができます。波長測定と組み合わせれば、コンピューターシミュレーションは、少なくともそれがどのように起こったのかを推測することができます。 3 つのモデルは、私たちの太陽系の形成がどのようなものであったかを示しています。
基本
しかし、最初から始めましょう。私たちの母星が形成された後、塵とガスの巨大な円盤がまだ若い太陽の周りに形成されました。私たちの初期の太陽はおそらく 1 億年間この輪を持っていました。天体は重力によってこの円盤から形成されました。
科学者たちは、天の川銀河の他の場所でも、そのような円盤を可視赤外線範囲で観察しています。今日私たちが太陽系で当然と思っているものはすべて、8 つの惑星 (および冥王星)、小惑星、衛星、そして私たちもそのような輪から生まれました。
科学者たちはこの情報を使用して、それがどのようにして生じたかについてのより良い洞察を与えることを目的とした 3 つのモデルを作成しました。コアの蓄積に関する最初の理論、つまり塵とガスが凝集してより大きな構造を形成するという理論は、内側の 4 つの岩石惑星に特に適しています。
小石降着理論は、なぜ地球のような惑星がこの円盤からこれほど急速に出現したのかという天文学への答えを提供します。そして、いわゆる円盤の不安定性は、なぜ太陽系のガス惑星が外側領域で形成されたのかを説明できる可能性がある。
#1: コアクラスター
太陽が大きくなるにつれて、ダストリング内の重力も変化しました。このようにして、最初の原始惑星が岩石と塵から形成されたと言われています。
太陽風はガスなどの軽い元素を外側の領域に飛ばしたと言われている。これは、太陽系内のすべての巨大ガス惑星がより遠い領域で発見される理由を説明します。
木星、土星、海王星、天王星が位置する外輪では、太陽風はもはや力を持っていません。巨大ガス惑星が形成され、それらとともに小惑星や衛星が形成されます。
#2: 小石の蓄積
コアの蓄積はもっともらしく聞こえますが、時間は関係していないようです。なぜなら、私たちの太陽系が 45 億年前に形成されたのであれば、なぜ地球もほぼ同じ年齢なのでしょうか?
ここで小石蓄積理論が登場します。最新の研究結果によると、小石のような小さな物体は約 1,000 倍の速さで惑星に形成されることがわかっています。この論文の代表者である惑星科学者ハロルド・F・レヴィソンは、この論文が最小の天体から大きな天体までの論理的な経路を記述しているため、この論文が確認されたとみなした。
レヴィソン氏は、ルンド大学の研究者ミシェル・ランブレヒト氏とアンダース・ヨハンセン氏による観察に言及していた。簡単に言えば、彼らは惑星全体がいくつかの小石から、そして宇宙規模で電光石火の速度で形成できると想定しています。
これに励まされて、レヴィソンと彼のチームは独自のシミュレーションを実行し、それによって確信を得たように感じました。大きな物体は暴君のように振る舞ったことが判明しました。彼らは中型の物体から小石を引きはがし、より速く成長させました。この研究の共著者であるキャサリン・クレトケ氏は、このことについて次のように説明しています。
「大きな男は基本的に小さな男をいじめるので、彼はすべての小石を独り占めし、巨大な惑星の核を形成するために成長し続けることができます。」
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#3: 円盤の不安定性による太陽系
しかし、これらの理論には簡単に無視できない矛盾があります。もしコア蓄積に関する理論#1が完全に正しければ、私たちの太陽系にはガス惑星は存在しないでしょう。
この理論によれば、ガス惑星がこれほど大きくなるにはさらに長い時間が必要となるため、これらの惑星の創造はほぼ不可能でしょう。しかし、初期の太陽系に軽いガスがこれほど長い間存在することは決してなかっただろう。
ハードドライブの不安定性の理論は、これに対する答えを見つけようとします。これによると、太陽系の始まりには塵とガスの大量の蓄積がすでに存在していたであろう。これらの塊は、そこからガス惑星が形成されるほどに凝縮したであろう。
このモデルは、時間の問題という最大の問題に答えようとします。円盤不安定性定理が成り立つ場合、惑星は 1,000 年以内に成長し、安定した軌道に入る可能性があります。
太陽系の形成: 劇的なプロセス
しかし、どのモデルが正確であっても、私たちの太陽系は劇的な出来事なしに誕生したわけではありません。惑星、衛星、およびより大きな小惑星は、原始円盤内でほぼ同時に形成され、互いに引き寄せたり反発したりしました。若い太陽系には、今日よりもはるかに多くの天体があったと考えられています。
軌道が組織化されるのは後になってからです。一部の原始植物は、早期に木星などの天体に飲み込まれた可能性があります。軌道を安定させることができずに太陽に衝突した人もいるかもしれません。一説によると、 私たちの月は火星ほどの大きさの原始惑星が地球に衝突して形成されたという。
私たちの太陽系は、もっと大きな出来事によって形成されたのではないかとも疑われています。これが、私たちの天の川と矮小銀河射手座の衝突からすべてが始まった方法です。
出典: Space.com、独自の調査