Prezentowany poniżej
artykulik ukazał się na łamach "Świata Młodych"
28 października 1975 roku. Były to zamierzchłe czasy, gdy prezydent Stanów
Zjednoczonych był informowany o połączeniu się na orbicie wokółziemskiej i wspólnym locie statków Sojuz
oraz Apollo. Obecnie prezydent Stanów Zjednoczonych jest informowany o tym,
że Nigeryjczyk zamknął się w kiblu
w samolocie lecącym do Detroit. Jak Państwo się zapewne domyślacie, ja jestem
autorem tego artykuliku. Ów tytułowy 'układ planetarny' to oczywiście nasz
układ planetarny. Wtedy innych, poza naszym, układów planetarnych nie znano.
Artykulik ten zawiera kilka infantylizmów i błędów merytorycznych, jak np. owe
rozdarcie się obłoku materii pod wpływem siły odśrodkowej. Jeżeli już cokolwiek
mogłoby rozerwać taki obłok, to z pewnością nie siła odśrodkowa, ponieważ jest
ona równoważona przez siłę grawitacji ciała centralnego (Słońca). Prędzej taki
obłok mogłaby rozerwać siła grawitacji, zwłaszcza po przekroczeniu granicy Roche'a
(fragmenty ciała niebieskiego położone bliżej Słońca byłyby przyciągane silniej
niż fragmenty bardziej od niego oddalone). Sam śmiałem się nieraz z tej trochę
prostackiej 'teorii'. Zawiera ona jednak pewną oryginalną koncepcję, której
nigdzie wcześniej nie znalazłem w innych publikacjach, według której materia
tworząca przyszłe planety przybyła w okolice Słońca po jego
"narodzinach" (tzn. po zainicjowaniu reakcji termojądrowych) jako
swoisty prezent od eksplodującej w pobliżu supernowej. Najlepszą wykładnią
ówczesnych teorii powstania Układu Słonecznego będzie fragment hasła Kosmogonia
w Wielkiej
Encyklopedii Powszechnej. Tom 6., zawierający to hasło, ukazał się w roku
1965, ale zapewniam, że od tego czasu do roku 1975 nic nowego w tej materii się
nie "narodziło".
Pierwsze naukowe hipotezy w dziedzinie kosmogonii Układu Słonecznego powstały w XVIII w., Gdy I. Kant wysunął przypuszczenie, że Układ Słoneczny powstał jednocześnie ze Słońcem z pierwotnej mgławicy mającej ruch obrotowy, a planety powstały w wyniku odrywania się materii od tworzącego się Słońca. Podobna w ogólnych zarysach był hipoteza P. S. Laplace'a, wg którego planety powstały z pierścieni, które oddzieliły się od wirującej mgławicy, stanowiącej pra-Słońce, wskutek działania siły odśrodkowej. W 1902 Ch. Th. Chamberlin i F. R. Moulton wysunęli hipotezę tzw. planetezymalną, wg której planety powstały z drobnych cząstek stałych, tzw. planetezymali, wyrzuconych ze Słońca w wyniku przejścia w jego pobliżu dużej, masywnej gwiazdy. Podobna w zasadzie była hipoteza J. H Jeansa, który twierdził, że przejście takiej gwiazdy wywołało na słońcu, w wyniku działania sił przypływowo-odpływowych, powstanie olbrzymiego wybrzuszenia, które wydłużając się oderwało się od Słońca; z niego później drogą kondensacji mogły powstać planety. Do nowych hipotez należą przede wszystkim koncepcje O. J. Szmidta; przypuszczał on, że planety postały z pyłu międzygwiazdowego, który wychwyciło Słońce, wędrując wewnątrz obłoku materii międzygwiazdowej. Zdaniem C. F. von Weizsäckera, Słońce powstało jednocześnie z planetami z pierwotnej mgławicy obracającej się wokół swej osi, zaś przyczyną powstania lokalnych zagęszczeń, z których narodziło się Słońce i planety, był turbulencja w mgławicy pierwotnej. H. Alvén powrócił do hipotezy Laplace'a uzupełniając ją uwzględnieniem działania pola magnetycznego Słońca na materię tworzącą wokół Słońca pierścienie; ruch tej materii odbywał się głównie wzdłuż linii sił pola magnetycznego, które obracało się razem ze Słońcem; w ten sposób można wytłumaczyć duży moment obrotowy, jaki mają planety (98% momentu całkowitego układu), przy znikomo małej ich masie. Niedawno pojawiły się hipotezy tłumaczące powstanie Układu Słonecznego jako wynik ewolucji gwiazdy podwójnej. O. Struve przypuszczał mianowicie, że z chmury materii międzygwiazdowej tworzy się naprzód olbrzymia gwiazda, która wkrótce rozpada się na dwie, tworząc układ podwójny. W tym ciasnym układzie następuje utrata masy, aż wreszcie staje się on ciasnym układem dwóch gwiazd o masach porównywalnych do masy Słońca. W wyniku niestabilności obserwowanych w ciasnych układach gwiazda mniejsza ulega rozpadowi i tworzy ośrodki turbulencji, z których - zgodnie z hipotezą Weizsäckera - powstają potem planety. G. P. Kuiper przypuszcza, że tworzenie się planet następuje w znacznie wcześniejszej fazie powstawania gwiazdy podwójnej, gdy drugi składnik nie ma jeszcze formy skondensowanej. Niektórzy astronomowie przypuszczają, że rozpad jednego ze składników gwiazdy podwójnej na oddzielne zgęszczenia (planety) może nastąpić tylko pod działaniem ciała trzeciego - gwiazdy, która przypadkowo się zbliża do ciasnej pary gwiazd. (Włodzimierz Zonn)
W ostatnich latach
kilka razy obiło mi się o uszy (oczy) stwierdzenie, że przynajmniej część
materii, z której uformowały się planety, musi pochodzić od supernowej, która
eksplodowała już po "narodzinach" Słońca, gdyż niektóre izotopy
promieniotwórcze znajdowane na Ziemi i w meteorytach są zbyt "młode".
I oto teraz moją uwagę przykuł artykuł "Zaginione rodzeństwo Słońca"
zamieszczony w miesięczniku "Świat Nauki", nr
12 (220), który ukazał się w grudniu 2009 r. Oto jego fragment:
Wyraźne poszlaki świadczące, że Słońce ma rodzeństwo, pojawiły się w 2003 roku, kiedy Shogo Tachibana (pracujący teraz na Uniwersytecie Tokijskim) i Gary R. Huss (obecnie z University of Hawaii w Manoa) zbadali dwa meteoryty, które okazały się nietkniętymi pozostałościami z epoki powstawania Układu Słonecznego. W znalezionych w nich związkach chemicznych naukowcy wykryli nikiel-60 będący produktem rozpadu promieniotwórczego żelaza-60. Pierwotnie związki te musiały zatem zawierać żelazo, które przekształciło się w uwięziony w meteorycie nikiel.
Jest oczywiste, że żelazo-60 musiało trafić do Układu Słonecznego przed upływem czasu swego połowicznego rozpadu, zgodnie z najnowszymi pomiarami z sierpnia ubiegłego roku wynoszącego 2,6 mln lat. W skali kosmicznej to tyle, co mgnienie oka. Jak stąd wynika, promieniotwórcze żelazo musiało powstać bardzo blisko Słońca. Najbardziej prawdopodobnym jego źródłem jest wybuch supernowej. Opierając się na tym rozumowaniu oraz na pomiarach obfitości innych izotopów znalezionych w meteorytach, Leslie Looney z University of Illinois i jego współpracownicy stwierdzili w 2006 roku, że supernowa eksplodowała w odległości nie większej niż pięć lat świetlnych od Słońca, które w tym momencie liczyło sobie zaledwie 1,8 mln lat. Ich zdaniem wybuch mógł nastąpić nawet w odległości 0,07 roku świetlnego. (Nowa, podana wyżej wartość czasu połowicznego rozpadu żelaza-60 spowoduje nieznaczną zmianę tych ocen.)
Artykuł ów ozdobiony
został ilustracjami z następującymi podpisami:
Różne poszlaki wskazują, że Słońce narodziło się w gromadzie:
- Meteoryty zawierają produkty rozpadu krótkotrwałych izotopów promieniotwórczych, takich jak żelazo-60, glin-26. Źródło tych izotopów (najprawdopodobniej supernowa) musiało znajdować się bardzo blisko młodego Układu Słonecznego, a więc Słońce nie mogło być wówczas samotne.
- Ciężkich pierwiastków jest na Słońcu więcej, niż wynika to z jego położenia w Galaktyce, co sugeruje, że zostało ono "zanieczyszczone" produktami bliskiego wybuchu supernowej.
Gromada, w której narodziło się Słońce, uległa rozpadowi, ale zanim to nastąpiło, odegrała ważną rolę w procesie kształtowania się naszego układu planetarnego. Promieniowanie masywnych gwiazd zadziałało jak gilotyna przycinająca dysk protoplanetarny, bliski wybuch supernowej wzbogacił materię wokółsłoneczną w izotopy promieniotwórcze, zaś gwiazda, która przeleciała w pobliżu Słońca, przetasowała orbity komet.
Po około 2 mln lat [od jego narodzin] w sąsiedztwie Słońca wybuchła masywna gwiazda, zasypując swymi szczątkami dysk protoplanetarny i wzbogacając go w izotopy promieniotwórcze. Z czasem izotopy te znalazły się na planetach i spowodowały ich aktywność geologiczną.
Autorem artykułu jest
Simon F. Portegies Zwart,
profesor astrofizyki obliczeniowej w Sterrewacht Leiden należącym do
Universiteit Leiden (Holandia). A teraz już zapraszam do lektury rzeczonego
artykuliku, prosząc jednocześnie szanownych czytelników o uwzględnienie faktu,
że gdy to pisałem, miałem 13 lat.
Moja hipoteza powstania układu planetarnego
W dalekiej przeszłości nastąpił w naszej Galaktyce wybuch super-nowej gwiazdy. Gwiazda ta podczas wybuchu wyrzuciła w przestrzeń pewną ilość masy. Część materii wyrzuconej w kosmos, w postaci gorącego jeszcze obłoku gazowego, dotarła w pobliże Słońca. Pod wpływem grawitacyjnego działania naszej gwiazdy dziennej zaczął on zataczać wokół niej koło. Gdy na obłok zaczęła działać siła odśrodkowa, rozdarł się on na dwie części – większą, o mniejszej gęstości, oraz mniejszą o większej gęstości.
Część mniejsza, krążąc bliżej Słońca, rozpadła się, dając początek planetom: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars oraz planetoidom. Natomiast część większa dała początek planetom: Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton.
Teoria ta wyjaśnia większe gęstości planet położonych bliżej Słońca oraz występowanie na planetach pierwiastków ciężkich, które, jak wiadomo, mogą znajdować się tylko na gwiazdach starszych i super-nowych.
Leszek Nowak
<adres>
Leszek Nowak – Moja hipoteza powstania układu planetarnego – Świat Młodych,
28 października 1975, nr 129