Гипотезы происхождения Солнечной системы

Впрочем и большие, и оставшиеся малые тела подчинились орбитальным резонансам - основному «строителю» Солнечной системы.
Орбитальный резонанс - это ситуация, когда два или более небесных тела имеют периоды обращения вокруг центра масс системы, которые относятся как небольшие натуральные числа. В результате эти небесные тела оказывают регулярное гравитационное (приливное) влияние друг на друга, которое стабилизирует их орбиты и из-за накопления на них вещества дестабилизирует соседние орбиты и разрушает объекты на них.
Орбитальный резонанс Земли и Луны: в течение более 4 миллиардов лет совместного существования Земли и Луны в результате земных приливов на Луне лунные сутки удлинились до месяца, периоды вращения Луны вокруг её оси и вокруг Земли совпали, и Луна повернулась к Земле одной стороной. Соответственно противоположное приливное воздействие Луны на Землю замедляет вращение Земли, удлиняя земные сутки, и постепенно Земля также поворачивается к Луне одной стороной, что завершится через миллиарды лет, и Луна зависнет неподвижно над одним местом Земли.
Орбитальный резонанс трёх крупных спутников Юпитера: пока Ганимед делает 1 оборот вокруг Юпитера, Европа - 2, а Ио - 4 (поэтому с Земли часто наблюдаются временные пары этих спутников); кроме того, все 4 крупных спутника Юпитера обращены к нему одной стороной.
Орбитальный резонанс Нептуна и Плутона: пока Нептун делает 3 оборота вокруг Солнца, Плутон делает 2, поэтому, хотя их орбиты пересекаются, они никогда не столкнутся.
Роль орбитальных резонансов оказалась настолько велика, что как математики и астрономы, оперируя небесной механикой Лапласа, «на кончике пера» открыли Нептун и Плутон, так наиболее плодотворные наблюдатели нашего времени стали искать астероиды и спутники только в областях действия наиболее мощных орбитальных резонансов. Так открыты астероиды-троянцы Урана, Нептуна и Земли (резонанс 1:1 с этими планетами), спутники-пастухи в системе колец Сатурна и Юпитера и вообще более миллиона малых тел Солнечной системы только за последние 20 лет.
Орбитальные резонансы на этом втором этапе существования Солнечной системы за несколько сотен миллионов лет устроили естественный отбор молодых планет, включая протоЗемлю: выжили и укрупнились те, движения которых были согласованы друг с другом. Подавляющее большинство остальных объектов упали на молодые планеты, превращая свою кинетическую и потенциальную энергию во внутреннюю энергию суммарного тела, разогревали его поверхность вплоть до полного расплавления и увеличивали массы растущих молодых. В разгаре этого процесса на Землю каждый месяц падали глыбы размером с крупный город. Из-за этого поверхность Земли некоторое время была расплавлена. Вместе с нагревом недр планет ядерными реакциями распада это является причиной, по которой Земля, другие планеты земной группы и некоторые спутники стали примерно круглыми.


Рисунок 3. Кратеры на Луне - результат древней бомбардировки.

Собирая на себя вещество, молодые планеты были едиными объектами, только благодаря взаимному притяжению их частиц. Поэтому первое время они были довольно рыхлыми. Сейчас такими остаются многие астероиды, кометы и другие тела. Собрав на себя вещество, большие планеты очистили свои орбиты от мелких тел.
Процесс формирования Солнечной системы продолжается с тех пор до нашего времени, хотя сейчас и не так бурно, как в начале: приливная сила, орбитальные резонансы и влияние Солнца продолжают сортировку вещества. Ежедневно сотни тонн космической пыли оседают на Землю или сгорают над Землёй (метеоры).
Звёздно-планетные системы типа солнечной существуют довольно долго: это время определяется эволюцией центральной звезды (или звёзд, если их в центре системы несколько) и измеряется миллионами или миллиардами лет. На стадии ядерных реакций превращения водорода в гелий в остывшей и расширившейся оболочке звезды (красного гиганта или сверхгиганта) притяжение мало, и вещество звезды из оболочки рассеивается в пространстве спокойно или в результате бурных процессов вплоть до взрыва. На этом этапе значительная часть массы звезды возвращается в межзвёздную среду и, в конечном счете, превращается в межзвёздные газопылевые облака, из которых когда-нибудь возникнут новые звёзды. А наиболее массивные звёзды, сверхгиганты, живущие считанные миллионы лет, замыкают круговорот вещества прямо у нас на глазах.
Взрыв звезды-сверхгиганта, когда звезда на несколько недель становится ярче в миллиарды раз, до недавнего времени воспринимался наблюдателями как появление новой звезды на небе. Поэтому за этим событием сохраняется неверное традиционное название сверхновая, или вспышка сверхновой. Но взрыв сверхгиганта - не рождение звезды, а гибель в результате исчерпания источника ядерных реакций синтеза. Причина взрыва сверхгиганта - резкое падение давления газа из-за прекращения ядерных реакций. При этом внешние слои звезды падают на её центр, их потенциальная и кинетическая энергия превращается во внутреннюю и выделяется как энергия взрыва. Оболочка звезды разбрасывается взрывом. Взрывы сверхгигантов являются главным механизмом, запускающим необратимое сжатие близлежащих межзвёздных облаков и образование из них звёзд и планет. Таким образом, одна и та же молекула газа попеременно проводит миллиарды лет то внутри звезды, то в межзвёздном облаке, а пылинка - то внутри планеты, то в облаке. Так происходит круговорот вещества в космосе.

Заключение

Возникновение и отмирание разнообразных гипотез происхождения Солнечной системы явилось ярким примером не только борьбы научных и философских взглядов, но и примером того, как, упорные попытки воссоздать, казалось бы, совершенно теоретическое умозрительное и непроверяемое прошлое двигают и науку, и людскую практику и в итоге дают нам факты для однозначных представлений о необычном прошлом.

Литература

Звездообразование в Галактике и за её пределами. Сборник трудов конференции / Под ред. Д.З.Вибе и М.С.Кирсановой. . — М.: Янус-К, 2006. 224 с.
Колчинский И. Г., Корсунь А. А., Родригес М. Г. Астрономы. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1986 . 512 с.
Кононович Э. В., Мороз В. И. Общий курс астрономии. — М.: Либроком, 2011. 544 с.
Пригожин И., Николис Г. Самоорганизация в неравновесных системах: От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. — М.: Мир, 1979. 512 с.
Сурдин В. Г. Рождение звезд.— М.: Едиториал УРСС, 2001. 264 с.
Сурдин В. Г., Ламзин С. А. Протозвезды: где, как и из чего формируются звезды.— М.: Наука, 1992. 192 с.
Физика космоса. Маленькая энциклопедия / Под ред. Р.А. Сюняева. — М.: Советская Энциклопедия, 1986. 783 с.
Шкловский И. С. Звёзды: их рождение, жизнь и смерть. — М.: Наука, 1984. 384 с.








2