Zinātnieki bieži saka, ka bezgalīgi lielā Visumā var notikt jebkas. Tomēr novērojumi, aprēķini un simulācijas rāda, ka zvaigžņu sistēmās planētas vienmēr griežas ap zvaigzni tajā pašā plaknē un tajā pašā virzienā. Mēs uzzinām, kāpēc tas notiek.
Kārtība valda Saules sistēmā: četras iekšējās planētas, asteroīda josta un četri gāzes giganti griežas ap sauli vienā plaknē. Un, pat ja jūs pārsniedzat šīs robežas, izrādās, ka Kuipera josta ir arī šajā plaknē. Ņemot vērā, ka Saulei ir sfēriska forma un kosmosā parādās zvaigznes, ap kurām planētas griežas jebkurā virzienā, fakts, ka mūsu sistēmā viss ir sakārtots šādā veidā, šķiet pārāk liela nejaušība. Turklāt mēs esam novērojuši, ka gandrīz katrā zvaigžņu sistēmā planētas sakrīt vienādi. Mēģināsim izdomāt, ar ko tas ir saistīts.
Līdz šim zinātnieki ar pārsteidzošu precizitāti ir aprēķinājuši planētu orbītas. Viņi atklāja, ka debess ķermeņi griežas ap Sauli tajā pašā divdimensiju plaknē ar starpību ne vairāk kā 7 °.
Turklāt, ja no šī vienādojuma noņemsit dzīvsudrabu - planētu, kas ir vistuvāk Saulei, - kļūst pamanāms, cik patiesi viss pārējais ir sakārtots savstarpēji: novirzes no Saules sistēmas nemainīgās plaknes nepārsniedz divus grādus.
Astoņas Saules sistēmas planētas griežas ap Sauli gandrīz identiskā plaknē - nemainīgā plaknē. Tas ir raksturīgi slavenajām zvaigžņu sistēmām / Džozefs Boils.
Turklāt planētas griežas ap Sauli tajā pašā virzienā, kurā tā griežas ap savu asi. Kā jūs jau varējāt nojaust, Saules rotācijas ass ir arī 7 ° robežās no novirzes, salīdzinot ar visu sistēmā esošo planētu orbītām.
Neskatoties uz to, ir grūti iedomāties, ka viss izrādījās pats par sevi, un nevis kāds no malas saspieda visus ķermeņus vienā sistēmā un lika viņiem kustēties vienā plaknē. Intuitīvi var pieņemt, ka orbītām jābūt orientētām nejauši, jo visās trīs (telpiskās) dimensijās gravitācija darbojas vienādi. Visticamāk, ka tiek pieņemts jautājums par lūžņu skaita veidošanos nekā par sakārtotu ideālu apļu kopu. Fakts ir tāds, ka, ja jūs pārvietojaties ļoti tālu no Saules - tālāk nekā planētas un asteroīdi, tālāk no Halley komētas un tamlīdzīgi, pat pārsniedziet Kuipera jostu - tas ir tieši tas, ko jūs redzēsit.
Tad kāpēc planētas nonāca vienā diskā? Kāpēc viņi visi atrodas vienā plaknē, nevis nejauši peld ap zvaigzni? Lai to saprastu, jums jāatgriežas laikā, kad saule tikai sāka veidoties no viena no molekulārajiem gāzes mākoņiem, no kuriem veidojas visas Visuma zvaigznes.
Reklāmas video:
Liels molekulārs mākonis, kas ir bagātīgs Piena ceļā un citās vietējās grupas galaktikās, laika gaitā bieži plīsīs, sabruks un laika gaitā izveidos jaunas, masīvas zvaigznes / Jurijs Beletskis / Las Campanas observatorija / Kārnegi zinātnes institūcija / J. Alves / M. Lombardi / CJ Lada.
Kad molekulārais mākonis kļūst pietiekami masīvs, ar gravitācijas saiti un pietiekami auksts, lai saraujas un sabrūk sava gravitācijas ietekmē - piemēram, Caurules miglājs (augšējā kreisajā pusē) -, tas veido pietiekami blīvus reģionus, kuros parādās jauni zvaigžņu kopas (attēlā apzīmēti apļi, augšējā labajā stūrī).
Jūs tūlīt pamanīsit, ka šim miglājam, tāpat kā jebkuram tam līdzīgam, nav ideālas sfēriskas formas, tas ir diezgan neparasti iegarens. Gravitācija nepieļauj nepilnības, un sakarā ar to, ka tas ir inerces spēks, kas palielinās četras reizes ar katru attāluma samazinājumu līdz masīvam objektam uz pusi, tas uztver pat nelielas atšķirības sākotnējā formā un ievērojami uzlabo tās īsā laikā.
Rezultāts ir zvaigznes veidojošs miglājs ar asimetrisku formu: zvaigznes tajā veidojas reģionos ar visaugstāko gāzes blīvumu. Bet, ja mēs ielūkosimies tajā un aplūkosim atsevišķas zvaigznes, mēs redzēsim, ka tās ir gandrīz ideālas sfēras - piemēram, saule.
Tomēr, tā kā miglājs pats kļuva asimetrisks, tāpēc atsevišķās zvaigznes, kas tajā izveidojās, tika veidotas no superdense asimetriskiem salipumiem. Šie salipumi sabrūk vienā no trim dimensijām, un, tā kā viela, no kuras mēs sastāv, atomiem, atomu kodoliem un elektroniem, tiek pievilkta pati par sevi un mijiedarbojas, saskaroties ar citu vielu, rezultāts ir iegarens matērijas disks. Jā, smagums lielāko tā daļu velk uz diska centru, kur veidosies zvaigzne, bet tas, ko zinātnieki dēvē par protoplanetāru disku, veidosies ap to. Un, pateicoties Habla kosmiskajam teleskopam, mēs šos diskus varējām redzēt tieši.
Šis ir pirmā veida mājiens, kas norāda, ka gala rezultāts ir kaut kas vienā plaknē pasūtīts. Lai pārietu uz nākamo soli, mums būs jāgriežas pie simulācijām, jo mēs pietiekami ilgi neesam pastāvējuši un vienkārši nav bijis laika novērot šo parādību - un tas prasa apmēram miljonu gadu - jauno zvaigžņu sistēmā.
Pēc tam, kad protoplanētiskais disks ir "saplacināts" vienā dimensijā, tas turpinās sarukt, arvien vairāk un vairāk matēriju nonākot tā centrā. Bet, neskatoties uz to, ka lielākā daļa materiāla tajā tiks koncentrēta, liela daļa gāzes un putekļu šajā diskā izdalīsies stabilās rotējošās orbītās.
Saskaņā ar simulācijām asimetriski matērijas sakļaušanās vispirms saraujas vienā dimensijā un pēc tam sāk griezties. Tieši šajā plaknē veidojas planētas / C. Burrows / J. Krists / K. Stabelfeldt / NASA.
Kāpēc? Ir fizisks daudzums, kas jāsaglabā: leņķiskais impulss, kas mums norāda, cik daudz rotē visa sistēma - gāze, putekļi, zvaigzne un viss pārējais. Tas, kā darbojas leņķiskais impulss un kā tas vienmērīgi tiek sadalīts starp visām sistēmā esošajām daļiņām, faktiski norāda, ka visam diskā vajadzētu virzīties, rupji runājot, vienā virzienā - pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji tam. Laika gaitā šis disks sasniegs stabilu izmēru un blīvumu, un tad maza gravitācijas nestabilitāte sāks pārvērst šo nestabilitāti planētās.
Protams, starp diska daļām ir nelielas atšķirības, kā arī nelielas atšķirības sākotnējos apstākļos. Zvaigzne, kas veidojas centrā, nav viens punkts, bet drīzāk izstiepts objekts - apmēram miljons kilometru diametrā. Pievienojot visas šīs daļas, jūs nesaņemsit ideālu plakni, bet iznāks kaut kas ļoti tuvs tai. Faktiski mēs nesen atradām pirmo planētu sistēmu ārpus Saules, kurā mēs varējām novērot jaunu planētu veidošanos tajā pašā plaknē.
Protoplanetārs disks ap jauno zvaigzni HL Taurus. Plaisas diskā norāda uz jaunu planētu / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO klātbūtni.
Jauno zvaigzni HL Vērsis, kas atrodas apmēram 450 gaismas gadu attālumā no Zemes, ieskauj protoplanētu disks. Tiek lēsts, ka pati zvaigzne ir aptuveni miljons gadu veca. Acīmredzot tas ir disks, kurā viss atrodas vienā plaknē, bet tajā ir tumši "pārtraukumi". Katrs no šiem pārtraukumiem atbilst jaunai planētai, kas tās apkārtnē ir piesaistījusi visu matēriju. Pagaidām nav zināms, kurš no tiem galu galā apvienosies, kurš tiks izmests no diska un kurš pārvietosies tā iekšpusē un tiks absorbēts no vecāku zvaigznes. Tikmēr mums bija iespēja novērot pagrieziena punktu jaunas zvaigžņu sistēmas attīstībā. Un, kaut arī agrāk zinātnieki varēja novērot jaunas planētas, šo posmu nebija iespējams izpētīt. Visi zvaigžņu sistēmas veidošanās posmi ir pārsteidzoši un atbilst vienam un tam pašam stāstam.
Bet kāpēc planētas atrodas vienā plaknē? Tā kā tie veidojas no asimetriska gāzes mākoņa, kas vispirms sabrūk visīsākajā virzienā, tad viela “saplacinās” un “pielīp” sev, un tad savelkas centra virzienā. Bet tā vietā, lai nokristu uz viņu, tas sāk griezties ap viņu. Tā rezultātā no šī jaunā diska nehomogenitātes veidojas planētas, kuras turpina griezties tajā pašā plaknē ar vairāku grādu starpību.
Šis ir viens no tiem gadījumiem, kad novērojumi un simulācijas, kuru pamatā ir teorētiski aprēķini, pārsteidzoši atbilst viens otram. Tātad, lai kur jūs atrastos Visumā, visas planētas ap jebkurām zvaigznēm vienmēr rotēs vienā plaknē.
Vladimirs Guilēns