Как мы знаем из предыдущей статьи на нашем канале:
звёзды являются центрами формирования планетных систем, которые состоят из звезды или из звёздной системы из двух или трёх звёзд, являющихся центром притяжения для всех небесных тел, образующих эту планетную систему - планет разных типов, планемо (т.н. субкоричневых карликов), а также различных малых небесных тел - астероидов, кентавров, комет, метеороидов. Давайте узнаем, как же возникли эти планетные системы.
Формирование каждой планетной системы начинается с гравитационного коллапса некоторой части межзвёздного газопылевого облака, который возникает из-за спонтанного уплотнения вещества этого облака, начавшегося предположительно по причине прохождения сквозь вещество облака ударной волны от взрыва сверхновой или же обусловленного естественной динамикой облака, в результате чего оно становится центром гравитационного притяжения для окружающего его вещества - т.е. центром гравитационного коллапса; как правило, коллапсирующее облако обладает некоторым начальным угловым моментом и содержит в себе, кроме двух основных элементов - водорода и гелия - также и более тяжёлые химические элементы - например, такие как углерод, неон, азот, кислород, и др.. В процессе гравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшаются, а скорость вращения облака возрастает (в силу действия закона сохранения углового момента), что приводит к уплощению облака и формированию характерного газопылевого диска. Также вследствие сжатия растёт плотность и интенсивность взаимодействия частиц вещества между собой, что приводит к повышению температуры вещества, слагающего диск, и особенно сильно температура повышается в центральной части диска, которая начинает светиться при достижении ею температуры в несколько тысяч К (кельвинов). В этом случае можно констатировать завершение формирования протозвезды, продолжающей притягивать вещество из облака, которое, падая на протозвезду, увеличивает температуру и давление в центре диска, в то время как внешние области диска остаются относительно холодными, и там за счёт гидродинамических неустойчивостей развиваются отдельные уплотнения вещества, которые под действием гравитационных и электромагнитных притягивающих сил становятся локальными центрами формирования планет из вещества этого протопланетного диска. Когда температура в центре протозвезды достигает миллионов кельвинов - там начинается реакция термоядерного синтеза гелия из водорода, и, следовательно - протозвезда превращается в звезду главной последовательности, а во внешней области вокруг такой звезды крупные сгущения вещества протопланетного диска образуют планеты, которые вращаются по орбитам различных конфигураций вокруг этой звезды в одном направлении и в одной плоскости. Примерно так формируются планетные системы.
В настоящее время астрономам известно о существовании примерно около 600 (шестисот) планетных систем. Давайте познакомимся поближе с различными видами небесных тел, совокупность которых и образует ту или иную планетную систему.
Главной составляющей любой планетной системы являются именно планеты (планета - это любое небесное тело, движущееся по орбите вокруг звезды (не относится к планетам-сиротам), оказавшееся достаточно массивным для формирования сферической формы, но недостаточно массивным для начала процесса
термоядерного синтеза, при этом сумевшее очистить окрестности своей орбиты от т.н. планетезималей (не относится к карликовым планетам) (планетезималь - это небесное тело изначально очень небольшого размера, образующееся посредством приращения более мелких тел, и со временем способное таким образом сформировать протопланету при условии достижения ядром планетезимали положительного теплового баланса - т.е. если оно будет терять меньше тепла, чем его генерирует)), которые в зависимости от особенностей их строения и от состава компонентов, их слагающих - можно разделить на несколько типов, а именно:
1. Планеты земного типа - обладают высокой плотностью и состоят в основном из железа и никеля (ядра планет этого типа) и из силикатов (мантии планет этого типа, а также кора у тех планет, у которых она есть); планеты этого типа подразделяются на два подтипа: а) железные планеты - не имеют ни коры, ни мантии, а только ядра, состоящие практически полностью из железа; б) железо-силикатные планеты - имеют состоящее из железа или из железа и никеля ядро и мантию, состоящую из силикатов, а во многих случаях также и состоящую из силикатных горных пород с примесью некоторых других элементов кору; примеры планет земного типа: в Солнечной системе - Меркурий; Венера; Марс; экзопланеты - Kepler-20 e; Проксима Центавра d; 55 Рака е;
2. Планеты - ледяные гиганты - состоят в основном из компонентов тяжелее водорода и гелия - таких, как метан, сероводород, аммиак, углекислый газ, вода, находящихся в твёрдом агрегатном состоянии льда с включениями в него горных пород, а также в т.н. состоянии сверхкритической жидкости; имеется атмосфера, состоящая из водорода и гелия, массовая доля которых не превышает 15 - 20%; температура на поверхности таких планет - - 200 градусов Цельсия и ниже; примеры планет - ледяных гигантов: в Солнечной системе - Уран; Нептун; экзопланеты - OGLE-2008-BLG-092L b;
3. Планеты - газовые гиганты - на 90 - 97% состоят из двух элементов - водорода и гелия, которые в разных слоях этих планет находятся в разном агрегатном состоянии - в газообразном - в атмосфере, в жидком - в расположенных ниже слоях с более высоким давлением, в вырожденном состоянии ликвидообразного вещества (типа ртути) с выраженными металлическими свойствами - в глубоких слоях таких планет; имеется также очень небольшое каменное или металлическое
ядро; такие планеты имеют небольшую плотность (меньше плотности воды); примеры планет - газовых гигантов: в Солнечной системе - Юпитер; Сатурн; экзопланеты - Осирис; TrES-4 A b;
4. Карликовые планеты
- это небесные тела, которые: ~ вращаются по орбите вокруг звезды; ~ имеют достаточную массу для достижения
состояния гидростатического равновесия для поддержания своей сферической формы; ~ не могут, в отличие от планет, расчистить район своей орбиты от планетезималей и других объектов; ~ не являются спутниками планет; примеры карликовых планет: в Солнечной системе - Церера; Плутон; Хаумеа; Макемаке; Эрида; Седна; и др;
5. Спутники планет - это небесные тела, которые вращаются по орбите вокруг планеты или карликовой планеты; ~ примеры спутников планет в Солнечной системе: Луна (спутник Земли); Деймос, Фобос (спутники Марса); Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, Ананке, Леда, и др. (всего 95 спутников Юпитера); Титан, Япет, Рея, Энцелад, Гиперион, Феба, и др. (всего 146 спутников Сатурна); Титания, Оберон, Миранда, Корделия, Калибан, Сетебос, Стефано, Франциско, Купидон, Маргарита, и др. (всего 27 спутников Урана); Тритон, Нереида, Протей, Деспина, Галатея, Таласса, Наяда, Несо, и др. (всего 14 спутников Нептуна); Харон, Никта, Гидра, Кербер, Стикс (спутники Плутона); ~ примеры спутников карликовых планет в Солнечной системе: Хииака, Намака (спутники карликовой планеты Хаумеа); Дисномия (спутник карликовой планеты Эрида); S/2015 (136472) 1 (2015) - спутник карликовой планеты Макемаке; и др.;
6. Планеты-сироты (планеты-бродяги, одиночные планеты) - это небесные тела, имеющие массу, сопоставимую с планетарной, шарообразную форму, гравитационно не привязанные ни к какому другому небесному телу (звезде или другой планете), и являющиеся межзвёздными (если такие планеты находятся внутри той или иной галактики и обращаются непосредственно вокруг галактического ядра) объектами, или же - межгалактическими (в тех случаях, когда такие планеты не обращаются вокруг чего-либо) странствующими объектами; примеры планет-сирот: PSO J318.5-22; CFBDSIR 2149-0403;
7. Планемо (субкоричневые карлики) - это небесные тела, образовавшиеся по звёздному типу (из протозвезды) в результате гравитационного коллапса газопылевого облака и имеющие массу, позволяющую достичь состояния гидростатического равновесия (т.е. под действием собственной силы тяжести поддерживать сферическую форму), но не превышающую 12,57 массы Юпитера - что не является достаточным для начала термоядерной реакции звёздного типа; примеры планемо: Cha 110913-773444; OTS 44; 2М1207 b;
8. Малые тела - это небесные тела, вращающиеся по орбите вокруг
звезды и не являющиеся ни планетами, ни карликовыми планетами, ни планетами-сиротами, ни спутниками планет, ни планемо; в группу малых тел обычно включают следующие астрономические объекты: а) астероиды (это небесные тела диаметром более 30 м, имеющие неправильную форму, не имеющие атмосферы, и движущиеся по орбите вокруг звезды); примеры астероидов: в Солнечной системе - Паллада; Юнона; Веста; Гигея; Астре; Геба; Ирис; Флора; Метида; Психея; и др;
б) кентавры (это небесные тела, обладающие основными характеристиками как астероидов, так и комет; характеризуются сильно вытянутыми и нестабильными орбитами вокруг звезды, пересекающими орбиты планет-гигантов); примеры кентавров: в Солнечной системе - Окироя; Терей; Харикло; Фол; Несс; Асбол; Амик; Дамокл; Хирон; и др.;
в) кометы (это небесные тела небольшого размера, движущиеся по весьма вытянутой конусообразной орбите вокруг звезды и состоящие из твёрдого ядра, газопылевой комы (облака) вокруг ядра, вместе с которым они образуют голову кометы, и хвоста (газопылевого шлейфа) кометы, который образуется при прохождении кометы по орбите вблизи звезды); примеры комет: комета Макнота С/2006 Р1; комета Лавджоя С/2011 W3; комета Темпеля 1 9Р/Tempel; и др.;
г) метеороиды (это небесные тела, по своим размерам занимающие промежуточное положение между космической пылью и самыми мелкими астероидами диаметром около 30 м).
Солнечная система является одной из множества планетных систем, существующих во Вселенной, но не является типичной планетной системой. Уникальной особенностью Солнечной системы является удачное сочетание целого ряда действующих факторов, которое в конечном итоге и обусловило возникновение и дальнейшее развитие органической жизни на Земле, а именно: а) нахождение планеты Земля в т.н. "зоне обитаемости" планетной системы (это некоторая часть пространства на околозвёздной орбите планеты, ограниченная двумя условными линиями, которые представляют собой внешнюю и внутреннюю температурные границы, в рамках которых вода может существовать в жидком состоянии; за внешней границей "зоны обитаемости" планета не получит радиации от звезды в количестве, достаточном для компенсации потерь на её собственное излучение, в результате чего её температура опустится ниже точки замерзания воды; планета, расположенная за пределами внутренней границы "зоны обитаемости" (т.е. ближе к звезде) - получит избыточное количество её излучения, что приведёт к повышению температуры на этой планете и к испарению воды с неё); б) наличие в атмосфере Земли углекислого газа, который на начальном этапе развития Земли уберёг земные океаны от замерзания благодаря создаваемому им парниковому эффекту; в) наличие магнитного поля, что предотвратило уничтожение земной атмосферы т.н. "солнечным ветром" (потоком ионизированных частиц, испускаемым солнечной короной в окружающее Солнце космическое пространство); и др.. Более подробно о нашей уникальной "голубой планете" я расскажу в следующих статьях на нашем канале.
Спасибо за прочтение!
Если вам понравилась статья - жмите палец вверх, делитесь своими мыслями в комментариях и подписывайтесь на канал - будет интересно!
Если вы хотите поддержать автора, вы можете это сделать, нажав на ладонь с сердечком внизу справа. Спасибо!
