Para saintis sering mengatakan bahawa apa sahaja boleh berlaku di alam semesta yang sangat besar. Walau bagaimanapun, pemerhatian, pengiraan dan simulasi menunjukkan bahawa dalam sistem bintang, planet selalu berputar di sekitar bintang dalam satah yang sama dan ke arah yang sama. Kami mengetahui mengapa ini berlaku.
Urutan memerintah dalam sistem suria: empat planet dalaman, tali pinggang asteroid dan empat raksasa gas berputar mengelilingi matahari dalam satah yang sama. Dan walaupun anda melampaui batas ini, ternyata tali pinggang Kuiper juga ada di dalam pesawat ini. Memandangkan Matahari berbentuk bola dan bintang muncul di angkasa, di mana planet berputar ke arah mana pun, kenyataan bahawa segala sesuatu dalam sistem kita disusun dengan cara ini nampaknya terlalu kebetulan. Lebih-lebih lagi, kita telah memerhatikan bahawa di hampir setiap sistem bintang, planet-planet berbaris dengan cara yang sama. Mari cuba cari tahu apa yang berkaitan dengannya.
Sehingga kini, saintis telah mengira orbit planet dengan ketepatan yang luar biasa. Mereka mendapati bahawa cakerawala berputar mengelilingi Matahari dalam satah dua dimensi yang sama dengan perbezaan tidak lebih dari 7 °.
Lebih-lebih lagi, jika anda melepaskan dari persamaan ini, Merkurius - planet yang paling dekat dengan Matahari - akan menjadi nyata betapa benarnya segala yang lain diperintahkan dalam hubungannya antara satu sama lain: penyimpangan dari satah sistem suria yang tidak berubah tidak lebih dari dua darjah.
Lapan planet sistem suria berputar mengelilingi matahari dalam satah yang hampir sama - satah yang tidak berubah. Ini adalah tipikal sistem bintang terkenal / Joseph Boyle.
Selain itu, planet-planet berputar mengelilingi Matahari dalam arah yang sama di mana ia berputar di sekitar paksinya. Seperti yang anda duga, paksi putaran Matahari juga berada dalam jarak 7 ° dari penyimpangan dibandingkan dengan orbit semua planet dalam sistem.
Walaupun begitu, sukar untuk membayangkan bahawa semuanya berubah dengan sendirinya, dan bukan seseorang dari luar memasukkan semua badan ke dalam satu sistem dan membuatnya bergerak dalam satu pesawat. Secara intuitif, seseorang mungkin menganggap bahawa orbit harus berorientasi secara rawak, kerana graviti berfungsi sama dalam ketiga dimensi (spasial). Ini juga lebih cenderung untuk menganggap pembentukan sekumpulan benda daripada kumpulan lingkaran yang sesuai. Hakikatnya ialah jika anda bergerak jauh dari Matahari - lebih jauh dari planet dan asteroid, lebih jauh dari komet Halley dan seumpamanya, malah melangkaui tali pinggang Kuiper - inilah yang akan anda lihat.
Oleh itu, mengapa planet-planet berakhir dalam cakera yang sama? Mengapa mereka semua berada dalam pesawat yang sama, dan tidak terbang secara rawak di sekitar bintang? Untuk memahami perkara ini, anda harus kembali ke masa ketika matahari baru mula terbentuk dari salah satu awan gas molekul dari mana semua bintang di alam semesta terbentuk.
Video promosi:
Awan molekul besar, yang banyak terdapat di Bima Sakti dan galaksi lain dari kumpulan tempatan, sering akan pecah, runtuh dan mencipta bintang baru yang besar dari masa ke masa / Yuri Beletsky / Balai Cerap Las Campanas / Carnegie Institution for Science / J. Alves / M. Lombardi / CJ Lada.
Apabila awan molekul menjadi cukup besar, terikat secara graviti, dan cukup sejuk untuk menguncup dan runtuh di bawah graviti sendiri - seperti nebula Tube (kiri atas) - ia membentuk kawasan yang cukup padat di mana kelompok bintang baru muncul (ditunjukkan oleh bulatan dalam gambar, di sudut kanan atas).
Anda akan segera menyedari bahawa nebula ini, seperti yang serupa dengannya, tidak mempunyai bentuk sfera yang ideal, ia agak memanjang. Graviti tidak bertolak ansur dengan ketidaksempurnaan, dan disebabkan oleh fakta bahawa ia adalah daya inersia yang berlipat kali ganda dengan setiap penurunan jarak ke objek besar sebanyak setengah, ia merasakan perbezaan kecil dalam bentuk asalnya dan sangat meningkatkannya dalam waktu yang singkat.
Hasilnya adalah nebula pembentuk bintang dengan bentuk tidak simetri: bintang di dalamnya terbentuk di kawasan dengan ketumpatan gas tertinggi. Tetapi jika kita melihat ke dalamnya dan melihat bintang secara individu, kita akan melihat bahawa ia adalah sfera yang hampir ideal - seperti Matahari.
Walau bagaimanapun, kerana nebula itu sendiri menjadi tidak simetri, maka bintang-bintang individu yang terbentuk di dalamnya terbentuk dari gumpalan asimetris superdense. Gumpalan ini runtuh dalam salah satu dari tiga dimensi, dan kerana zat yang terdiri dari kita, atom, inti atom dan elektron, tertarik pada dirinya sendiri dan berinteraksi ketika bertembung dengan bahan lain, hasilnya adalah cakera jirim yang panjang. Ya, graviti akan menarik sebahagian besarnya ke pusat cakera di mana bintang akan terbentuk, tetapi apa yang para saintis sebut cakera protoplanet akan terbentuk di sekelilingnya. Dan berkat Teleskop Angkasa Hubble, kami dapat melihat cakera ini secara langsung.
Ini adalah petunjuk pertama yang menunjukkan bahawa hasil akhirnya adalah sesuatu yang dipesan dalam satu satah. Untuk melangkah ke langkah seterusnya, kita harus beralih ke simulasi, kerana kita sudah lama tidak wujud dan tidak sempat melihat fenomena ini - dan memerlukan sekitar satu juta tahun - dalam sistem bintang muda.
Setelah cakera protoplanet "diratakan" dalam satu dimensi, cakera akan terus menyusut dengan semakin banyak perkara memasuki pusatnya. Tetapi, walaupun sebahagian besar bahan akan tertumpu di dalamnya, sebahagian besar gas dan habuk akan dilepaskan ke orbit berputar yang stabil dalam cakera ini.
Menurut simulasi, gumpalan bahan yang tidak simetri mula-mula menyusut menjadi satu dimensi dan kemudian mula berputar. Di dalam satah inilah planet terbentuk / C. Burrows / J. Krist / K. Stabelfeldt / NASA.
Kenapa? Terdapat kuantiti fizikal yang mesti dijaga: momentum sudut, yang memberitahu kita berapa banyak keseluruhan sistem berputar - gas, habuk, bintang, dan semua yang lain. Cara momentum sudut berfungsi dan bagaimana ia diedarkan secara merata di antara semua zarah dalam sistem, sebenarnya, menunjukkan bahawa semua yang ada di dalam cakera harus bergerak, secara kasar, dalam satu arah - searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Lama kelamaan, cakera ini akan mencapai ukuran dan ketumpatan yang stabil, dan kemudian ketidakstabilan graviti kecil akan mula menjadikan ketidakstabilan ini menjadi planet.
Sudah tentu, terdapat perbezaan kecil antara bahagian cakera, dan juga perbezaan kecil pada keadaan awal. Bintang yang terbentuk di tengah-tengah bukan satu titik, melainkan objek yang memanjang - berdiameter sekitar satu juta kilometer. Apabila anda menambahkan semua bahagian ini bersama-sama, anda tidak akan mendapat satah yang ideal, tetapi sesuatu yang sangat dekat dengannya akan keluar. Sebenarnya, baru-baru ini kita menjumpai sistem planet pertama di luar suria, di mana kita dapat memerhatikan pembentukan planet muda dalam satah yang sama.
Cakera protoplanet di sekitar bintang muda HL Taurus. Jurang dalam cakera menunjukkan adanya planet baru / ALMA / ESO / NAOJ / NRAO.
Bintang muda HL Taurus, terletak kira-kira 450 tahun cahaya dari Bumi, dikelilingi oleh cakera protoplanet. Bintang itu sendiri dianggarkan berusia sekitar sejuta tahun. Jelas, ini adalah cakera, di mana semuanya berada dalam satah yang sama, tetapi terdapat "pecah" gelap di dalamnya. Setiap rehat ini sesuai dengan planet muda yang telah menarik semua benda di sekitarnya. Masih belum diketahui mana dari mereka yang akhirnya akan bersatu, mana yang akan dibuang dari cakera, dan yang mana akan bergerak ke dalamnya dan diserap oleh bintang induk. Sementara itu, kami berkesempatan untuk melihat titik perubahan dalam pengembangan sistem bintang muda. Dan walaupun saintis terdahulu dapat memerhatikan planet muda, tidak mungkin untuk mempelajari tahap ini. Semua peringkat pembentukan sistem bintang sangat mengagumkan dan sesuai dengan kisah yang sama.
Tetapi mengapa planet berada dalam satah yang sama? Kerana ia terbentuk dari awan gas yang tidak simetri, yang pertama kali runtuh ke arah terpendek, maka zat "merata" dan "melekat" pada dirinya sendiri, dan kemudian menguncup ke pusat. Tetapi bukannya jatuh pada dirinya, ia mulai berputar di sekelilingnya. Akibatnya, planet terbentuk dari ketidakhomogenan dalam cakera muda ini, yang terus berputar dalam satah yang sama dengan perbezaan beberapa darjah.
Ini adalah salah satu kes di mana pemerhatian dan simulasi berdasarkan perhitungan teoretikal mengejutkan satu sama lain. Jadi, di mana sahaja anda berada di Alam Semesta, planet-planet di sekitar bintang akan sentiasa berputar dalam satah yang sama.
Vladimir Guillen
