preskoči na sadržaj

Teorije o nastanku planetâ

O postanku planeta mogu se postavljati veoma teška pitanja, i na mnoga od njih odgovora još nema. Do početka 1990-ih bilo je poznato 9 planeta, svi u Sunčevom sustavu (solarnom sustavu). Danas se u Sunčevom sustavu broji 8 planeta, dok je Pluton svrstan u kategoriju planetoida, poput Ceresa, Pallaisa, Sedne i drugih.


Sunčevu sustavu pripada devet planeta, sedamdesetak planetskih satelita, 200 kratkoperiodičkih kometa, više desetaka tisuća asteroida, milijarda dugoperiodičkih kometa, trilijuni meteoroida tj. čestica prašine koja lebdi u planetskom području. No Sunčev sustav nije jedini. U posljednjih nekoliko godina utvrđeno je postojanje pedesetak ekstrasolarnih planetskih sustava. I njihovo postojanje treba objasniti. Iz svega rečenog lako je zaključiti da je nastanak planeta sasvim uobičajen svemirski događaj.

Nebularna hipoteza

Prva znanstvena hipoteza o postanku planeta pojavila se u drugoj polovici 18. stoljeća u radovima E. Kanta i P. Laplacea. Nazvana je nebularnom hipotezom jer kao izvor planetske tvari pretpostavlja nebulu (maglicu)- golemi oblak raspršene tvari koji lebdi u prostoru. Usprkos tome što je njihova predodžba o svojstvima te tvari imala mnogo nedostataka, njezina prava odlika bila je u tome što je nastanak Sunca kao zvijezde povezala s nastankom planeta. Upravo to suvremena znanost prihvaća kao ispravno i za to astronomi nalaze izravne potvrde u svemirskim tijelima i zbivanjima.

Njihovu hipotezu mogli bismo ovako pojednostaviti: međuzvjezdani oblak se vrti, steže i poprima oblik diska. Pri stezanju dolazi do ubrzanja vrtnje (pojava koju poznajemo u gimnastici, pri izvođenju pirueta). Najprije nastaje Sunce jer je ono u središtu oblaka. No zbog sve brže vrtnje, vanjski dijelovi maglice više ne tlače na unutarnje, pa se od središta odvaja niz prstenova, a svaki se prsten steže u vlastito središnje zgušćenje. Tako nastaje planet. Da bi opravdala postojanje satelita, hipoteza zahtijeva sljedeći korak: i planetsko se zgušćenje razdvaja na prstenove, a od njih nastaju sateliti. Izgled Saturna s prstenom predstavljao je dokaz hipoteze.

Hipoteza u svom izvornom obliku nije uspjela objasniti dinamičko stanje Sunčeva sustava. Sunce se vrti mnogo sporije no što bi se trebalo vrtjeti ukoliko su planeti nastali u istoj maglici koja se stezala i vrtjela sve brže. Sunce bi se trebalo vrtjeti najbrže, a planeti sporo obilaziti oko njega. Objašnjenje nastanka planetâ također nije uvjerljivo. Zašto i sateliti ne dobivaju vlastite satelite, i tako u više stupnjeva?

Hipoteza katastrofe

Početkom dvadesetog stoljeća prevladala je hipoteza zvjezdane katastrofe. T. Chamberlin i F. Moulton obrađivali su predodžbu o sudaru Sunca s drugom zvijezdom, što je zatim preuzeo J. Jeans s čijim s imenom hipoteza najčešće povezuje. Sunce i zvijezda međusobno su se okrznuli, pri čemu je zbog međusobne privlačne sile iz Sunca izvučen plinoviti pramen tvari koji se ohladio i kondenzirao u mnogobrojna mala čvrsta tijela, planetezimale. Planetezimali su mala tijela, od stijena do tijela velikih poput današnjih asteroida. Njihovim se srastanjem tijela povećavaju do veličine planetâ, čime se ujedno iscrpljuje oblak tvari iz koje nastaju.

Ova je hipoteza uvela u razmatranje planetezimale kao hladne opeke od kojih nastaju čvrsta planetska tijela. Međutim, teorija katastrofe imala je više nedostataka, od kojih je najveći u polazištu – tijesnom sudaru. Takvi su sudari male vjerojatnosti. Kada bi planeti nastajali samo pri takvom zvjezdanom susretu, ne bi bilo moguće da za deset milijardi godina u Galaktici nastane više nego jedan planetski sustav.

Obnova nebularne hipoteze

Važan korak u oživljavanju nebularne hipoteze učinio je O. Šmidt. Kako sredinom prošlog stoljeća nije bilo čvrste spoznaje o zajedničkom postanku zvijezda i planeta, smatrao je da je tvar od koje su nastali planeti zahvaćena Suncem pri njegovu prolazu kroz Galaktiku. Tim povratom na nebularnu hipotezu omogućen je današnji razvoj planetske kozmogonije. Na njegova se istraživanja šezdesetih godina prošlog stoljeća nadovezao V. Safronov koji je proučio nastanak planeta iz prasunčeve maglice veoma malene mase (iznosila je najviše jednu desetinu Sunčeve mase).

Srastanjem planetezimala u tako maloj maglici, i to u roku od deset milijuna godina, nastaju Zemlji slični planeti, dok Jupiterova stjenovita jezgra naraste za sto milijuna godina. Kako je to moguće? Prasunčeva maglica je dovoljno gusta pa se stijene često sudaraju, a kako se oko Sunca gibaju na sličan način one pri susretima srašćuju. Jupiter i ostali divovski planeti pretežno su plinoviti pa su se njihove stjenovite jezgre u narednim godinama obložile dubokim plinovitim atmosferama.

No prema Safronovu, vrijeme formiranja udaljenijih planeta treba biti sve duže i duže, pa stoga dolazi do problema koji postavljaju Uran i Neptun. Proračunato vrijeme njihova rasta duže je od vremena postojanja Sunca. Prema teoriji, oni ne postoje!

Što teorija o nastanku planetskog sustava treba objasniti? Prvo mora rastumačiti dinamičko stanje sustava. Drugo, mora odgovoriti zašto se svi planeti gibaju u istom smjeru i gotovo u jednoj ravnini, a ne mnogo drukčije gibaju se i mnogobrojni asteroidi. Treće, treba rastumačiti zašto postoje dvije fizički različite skupine planeta. Jedno su čvrsti kuglasti planeti: Merkur, Venera i Mars, koji su istih osobina kao Zemlja.

Drugo su divovski planeti izgrađeni od plinova: Jupiter kao predvodnik, zatim Saturn, Uran i Neptun. Zatim treba rastumačiti zašto postoje sateliti, a i oni se razlikuju: ima ih velikih i oblika kugle, ali ih ima i malih, nepravilna oblika, kao da su nastali komadanjem većeg tijela. Moramo prihvatiti misao da je sadašnje stanje nebeskih tijela rezultat načina nastanka i razvoja koji je uslijedio nakon nastanka.

Stoga se teorija kozmogonije planeta mora provjeravati sadašnjim stanjem svih vrsta tijela, njihovim kemijskim sastavom, a u cjelovitu opću sliku trebaju se uklopiti i fine razlike uočene u pojedinačnim slučajevima. U dosad izloženoj slici nedostaju nalazi kojima se tumači kemijski sastav, termičko stanje i postojanje satelita.

Izravnu potvrdu nebularne teorije daju opažanja mladih zvijezda. Sve se one nalaze okružene ostatkom raspršene međuzvjezdane tvari i zamotane su u prašinaste diskove. Pojedinosti se uočavaju samo kod bližih zvijezda i pomoću najvećih teleskopa. Iz mladih zvijezda struji jak zvjezdani vjetar i njihova je svjetlost veoma promjenjiva. Zrače velikom snagom i stoga tvar iz njihove okoline utječe u okolni prostor. Bliže dijelove maglice Sunce je moralo jako zagrijati i plin djelomice ionizirati, dok je kroz ionizirani plin prolazilo Sunčevo magnetsko polje. Ono je povezano s gibanjem ioniziranog plina.

Prilikom vrtnje Sunce svojim  magnetskim poljem „pogurava“ plin, plinoviti se sastojak maglice stoga ubrzava i udaljava, dok se samo Sunce usporava. Plin sa sobom povlači i planetezimale. Tako dolazi do razlike u dinamici Sunca i planeta.

Sunčevo zračenje najjače je u njegovoj blizini. Zbog toga je ovdje malo plina i preostaju čvrsta zrnca i čvrsta tijela. Od njih nastaju planeti Zemljine skupine, bogati teškim elementima. Podalje od Sunca, tamo gdje zračenje kroz maglicu slabo prodire, vladaju niske temperature i plin se okuplja oko već stvorenih stjenovitih planetskih jezgara. Tako nastaju divovski plinoviti planeti Jupiterove skupine.

Kako je plin u svemiru sastavljan pretežno od vodika i helija, tako su i divovski planeti sastavljeni pretežno od ova dva najlakša elementa te stoga imaju male gustoće. Saturn ima gustoću manju od vode.

Sva su tijela nastala srastanjem planetezimala, a kroz maglicu su se gibala samostalno ili u skupinama. Dok je maglica još dovoljno gusta pojedina manja tijela postaju satelitima većih tijela.

Tako nastaju planetski sateliti. Kako se u disku tijela gibaju oko Sunca, ona će se i nakon iscrpljenja maglice gibati u istom smjeru. Tako se, u grubim crtama, može shvatiti dinamičko i fizičko stanje Sunčeva sustava.

Posljedice stvaranja planeta izravno se vide na nebeskim tijelima. Mjesec, Merkur, veliki i mali sateliti Jupitera ili nekog drugog planeta puni su brazgotina odnosno kratera koji nastaju udarom. Starost udara cijeni se na više od 3,5 milijardi godina; starost tla izravno je mjerena na Mjesecu kojega su astronauti posjetili. To znači da je u prvoj milijardi godina nakon nastanka planetskog sustava iz njega „očišćena“ većina sitnih tijela, te su ona preostala uglavnom u prostoru između Marsa i Jupitera, kao asteroidi.

Teorija o postanku planeta – planetska kozmogonija – nastavlja se razvijati uz mnoga sporenja o mogućim putovima razvoja Sunčeva sustava te o pojedinostima njegova nastanka.

Članak je izvorno objavljen u 46. broju časopisa Drvo znanja i nije ga dopušteno prenositi.
 

| 18. 6. 2012. u 14:07 sati | RSS | print | pošalji link |


Edu.hr portal Forum CARNetovog Portala za škole namijenjen učenicima, nastavnicima i zaposlenicima hrvatskih škola Nacionalni portal za učenje na daljinu Moodle Edu.hr portal CMS za škole CARNetova korisnička konferencija Elektronički identitet

Učenički radovi

Animacija Pravila za rad na siguran način pri strojnoj obradi

Industrijska strojarska škola iz Zagreba strukovna je škola i učenje je temeljeno na radu pa je kultura sigurnosti iznimno važna. Između ostalih aktivnosti vezanih za kulturu sigurnosti i zaštite zdravlja...

Nastavni materijali

Kako učiti?

Savjeti o tome kako učiti i literatura za daljnje čitanje.

Audio&video

Jezik i predrasude

Emisija u kojoj raspoloženi hrvatski lingvisti analiziraju našu jezičnu svakodnevicu, otkrivaju zanimljivosti o živim jezicima i nestalim kulturama, istražuju...

1817. - rođen Pierre Athanase Larousse, francuski matematičar i...

Copyright © 2010 CARNET. Sva prava pridržana | Uvjeti korištenja | Impressum

A A A  |  

Mail to portal@CARNET.hr




preskoči na navigaciju
admin@raspored-sati.hr www-root@raspored-sati.hr ivan@raspored-sati.hr ivana.tolj@raspored-sati.hr marko.horvatovic@raspored-sati.hr www-root@donja-dubrava.hr analiza@donja-dubrava.hr pretinac@donja-dubrava.hr pajo.pajic@donja-dubrava.hr coran.goric@donja-dubrava.hr ivana@donja-dubrava.hr marijana@marijana-tkalec1.from.hr marijana.tkalec@marijana-tkalec1.from.hr mt@marijana-tkalec1.from.hr http://marijana-tkalec1.from.hr http://web.marijana-tkalec1.from.hr http://www.marijana-tkalec1.from.hr