Wikiopiskelu Avaruus/Aurinkokunnan synty

Syntymässä oleva aurinkokunta: kaasua ja pölyä Auringon ympärillä renkaina, kappaleita törmäilee toisiinsa. Etualalla jättiläisplaneetta. Komeettoja on lähellä Aurinkoa.

Aurinkokunta syntyi tiedemiesten mukaan Auringon ympärillä pyörineestä kaasu- ja pölypilvestä.

Pölystä tiivistyi ensin pieniä hiukkasia ja soraa. Nämä kasvoivat keskinäisissä törmäilyissä planeetoiksi.

Jättiläisplaneetat pystyivät myös keräämään pilvestä runsaasti kaasua. Näin ne kasvoivat kiviplaneettoja isommiksi.

Syntyteorioden historiaa

Monia ajatuksia aurinkokunnan synnystä on esitetty kautta aikain. Alussa ajateltiin uskonnon pohjalta, että Jumala olisi ne suoraan luonut. Mutta uuden ajan alussa luonnontiede nosti päätään.

Ruotsalainen Emanuel Swedenborg esitti 1700-luvulla ensi kertaa, että Aurinko ja planeetat olisivat syntyneet tiivistymällä tähtienvälisestä aineesta. Tähtienvälinen ainehan sisältää kaasua, jäätä ja kiveä. Pierre Laplace kehitti teoriaa niin, että planeettojen muodostumiseen tarvittu kaasu ja pöly olisi singonnut Auringosta.

1900-luvun alussa esitettiin ajatus, että ohi kulkeva tähti olisi kiskonut kaasua Auringosta. Tästä planeetat olisivat tiivistyneet.

Laplacen teorian muunnelma oli pyörreteoria, jonka mukaan suuret pyörteet synnyttivät planeettoja.

Venäläiset Otto Schmidt ja Viktor Safronov alkoivat pukea Laplacen tiivistymisteoriaa matemaattiseen muotoon luoden kasautumisteorian.

Kasautumisteoriassa kaasusta tiivistyy pieniä hiukkasia, jotka törmäilyissä kasvavat planeetoksi.

Kasautumisteorian kanssa kilpaili niin sanotti kiekkoepävakaisuuteoria. Siinä planeetat syntyisivät, kun kaasu kutistuu kasaan vetovoimansa takia.

Vasta syntyneitä tähtiä ympäröiviä kaasu- ja pölykiekkoja alettiin havaita 1900-luvun lopulla. 1990-luvulta lähtien mitattiin myös, että muilla tähdillä on planeettoja.

2000-luvulla esitettiin ensi kertaa ajatus planeettojen vaeltelusta. Tämä selitti niin monta aurinkokunnan piirrettä, että kasautumisteorian voidaan katsoa voittaneen väittelyn siitä, miten useimmat aurinkokunnat syntyvät. Kiekkojen epävakaisuus voi selittää ruskeiden kääpiöiden syntyä.

Yhä monia selvittämättömiä kohtia aurinkokunnan alkuperässä on. Kun muita aurinkokuntia on havaittu. huomataan miten erilaisia ne ovat meidä'n aurinkokuntaan nähden. Mistä nämä erot johtuvat? Luultavasti kaasu- ja pölykiekkojen eroista, mutta miten? Miksei Aurinkokuntaan syntynyt supermaita ja kuumia Jupitereita? Jos syntyi, katosivatko ne Auringon nielaisemina?

Tutkijat jatkavat työtään. He tekevät tietokonemalleja, joissa jäljittelevät varhaisia Aurinkokunan olosuhteita. Havaitsevat syntyviä aurinkokuntia. Tekevät niistä päätelmiä ja laskelmia.

Alkuaurinkosumun synty

Kaksoistähden molemmilla tähdellä on kaasu- ja pölykiekko, josta voi syntyä planeettoja.

Aurinko syntyi kutistumalla tähtienvälisestä pilvestä. Pilvi tiheni niin tiiviiksi, jotta se pystyi kutistumaan oman painovoimansa ansiosta. Pilven keskiosa kutistui nopeasti tiheäksi kaasupalloksi. Se kuumeni kaasun kitkan ja kutistumisen takia. Kaasu alkoi loistaa valoa. Ydinreaktiot alkoivat. Aurinko oli syntynyt.

Pilven reunaosa kutistui hitaammin, koska se pyöri nopeammin. Keskipakoisvoima pesti sen putoamasta suoraan syntyvään Aurinkoon. Munkkirinkilän muotoiseen pilven reunaosaan virtasi ainetta ympäröivästä sumusta.

Hiukkasten törmäilyt ja keskipakoisvoima ajoivat reunaosan kiekoksi, joka oli littein lähellä Aurinkoa.

Näin syntyi alkuaurinkoa syntynyt kiekkomainen sumu, joka koostui kaasusta ja pölystä. Kiekko virtasi hitaasti kohti aurinkoa kitkan vaikutuksesta. Siihen virtasi uutta ainetta pilvestä.

Kiekon keskiosan auringosta sinkoutui valtavia ainesuihkuja, kun alkuauringon magneettikenttä vuorovaikutti kiekon kanssa. Tämä hidasti Auringon pyörimistä.

Alkuaurinkosumussa kiinteytyi edelleen pölyä. Syntyi pieniä hiukkasia, jotka törmälivät.

Aurinkosumun syntyä ei vieläkään tarkkaan tunneta. Luultavasti Aurinko syntyi muiden tähtien kanssa tähtijoukoksi, joka hajanatui.

Joidenkin mukaan Aurinko olisi ollut alussa kaksoistähti: toinen tähti olisi ollut kaukana, yli 1000 Maa-Aurinko matkan päässä.

Kolmas tähti olisi varastanut sen myöhemmin vetovoimallaan.

Maan kaltaisten planeettojen synty

Alussa Aurinkoa ympäröineessä kiekossa oli paljon pieniä kappaleita, jotka törmäilivät toisiinsa.

Pilven sisäosat olivat niin kuumia, että vain rauta ja mineraalit saattoivat siellä tiivistyä pölyksi. Kauempana oli "lumiraja", jonka takana eri aineet: vesi, metaani, ammoniakki jne jäätyivät.

Kiekon keskiosa oli viileämpi kuin sen pinta, jota Aurinko, siihen putoava aine lämmitti.

Alussa Aurinkoa ympäröineestä sumusta tiivistyi pölyhiukkasia, jotka kasvoivat villakoirien tavoin keskinäisissä törmäyksissä.

Keskinäiset törmäykset ajoivat hiukkaset samaan tasoon. Näistä kasvoi nopeasti pikkuplaneettoja. Nämä törmäilivät keskenään.

Osa törmäyksistä pilkkoi kappaleita pienemmiksi. Osa taas johti kasautumiseen. Kasautuminen voitti. Aikaa myöten suurimmat kappaleet imivät pienempiä kappaleita kuin pölynimurit. Uutta planeettojen raaka-ainetta virtasi kaasu- ja pölykiekon ulko-osista.

Pikkuplaneetat törmäilivät keskenään niin, että syntyi kymmeniä suuria taivaankappaleita, oligarkkeja.

Marsia pidetään ainoana jäljelle jääneenä oligarkkina.

Melko pitkälle syntynyt aurinkokunta, jossa on yhä paljon pienkappaleita, vaikka kaasua on harvassa.

Maa ilmeisesti sai vetensä jäisistä komeetoista ja/tai vesipitoisista mineraaleista.

Luultavasti suurimassainen Jupiter häiritsi Maan syntyä niin, ettei siitä tullut älyttömän isoa "supermaapalloa". Se harvensi vetovoimallaan kappaleita, joista maa myöhemmin syntyi.

Joidenkin ajatusten mukaan planeetat olisivat tiivistyneet joillain melko kapeilla vyöhykkeillä, joissa joku yleinen aine tiivistyi.

Jättiläisplaneettojen synty

Jättiläisplaneetat syntyivät "lumirajan" takana, jossa esimerkiksi vesihöyry saattoi tiivistyä jääksi. Lumiraja oli nykyisellä asteroidivyöhykkeellä.

Jättiläisplaneetojen synnyn alkuvaihe muistutti Maan tyyppisten kiviplaneettojen syntyä. Pienet kappaleet kasautuivat isommiksi. Ero oli vain siinä, että kiven ja raudan seassa oli paljon jäätä.

Luultavasti jään suuri osuus aiheutti sen, että planeetat kasvoivat nopeasti suuriksi. Näin jättiläisplaneetat syntyivät maankaltaisia nopeammin.

Hieman yli 10 Maan massaiset kappaleet saattoivat kerätä vetovoimallaan alkusumusta vetyä, heliumia ja pölyä. Kaasumaiset vety ja helium haihtuivat aikaa myöten Auringon ympäriltä enimmäkseen avaruuteen. Mutta niitä jäi jättiläisplaneettoihin.

Varhaiset jättiläisplaneetat olivat noin 3-10 Maan-Aurinko välimatkan päässä Auringosta.

Planeettojen vaeltelu

Syntynyt jättiläisplaneetta on avannut kaaasusta ja pölystä koostuvaan kiekkoon aukon.

Aurinkokunnan nuoruus oli hurja. Tiedemiesten mukaan planeetat vaeltelivat alussa paljon. Planeetat vuorovaikuttivat kaasu- ja pölykiekon pienkappaleiden kanssa. Ne myös vuorovaikuttivat keskenään vetovoimansa takia. Nämä tekijät aiheuttivat planeettojen vaeltamisia,

Runsaat pikkuplaneetat kiskoivat planeettoja yleensä sisään päin kohti Aurinkoa. Kaasu myös pyrki ajautumaan kohti Aurinkoa kitkansa takia veiden planeettoja sinne päin.

Planeettojen keskinäistä vuorovaikutusta ja ratojen muuttumista tapahtui varsinkin niin sanotuissa resonansseissa. Resonanssissa, värähtelyssä, esim Saturnus kiersi kaksi kertaa Jupiteria hitaammin. Näin Jupiter ja Saturnus olivat 1:2 resonanssissa keskenään.

Jos planeetta kasvoi jättiläisplaneetan kokoiseksi, se saattoi avata kaasu- ja pölykiekkoon aukon. Tämä mahdollisti planeetan nopean ajautumisen lähelle keskustähteä. Aurinkokunnassamme näin ei käynyt. Se johtui ehkä syntyneiden planeettojen massojen suhteista, jotka olivat erilaiset aurinkokunnassamme kuin joillain toisilla tähdillä. Jupiterin ja Saturnuksen keskinäinen resonanssi ehkä esti ajautumisen.

Vuorovaikutukset ajoivat Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen syntyaluettaan ulommalle radalle.

Jupiter ja muut planeetat olisivat saattaneet syntyä nykyistä lähempänä Aurinkoa. Joidenkin mukaan Jupiter olisi käynyt Marsin lähellä, ja estänyt näin sen, ettei Marsista tulluit törmäyksissä Maan kokoista. Toisen mukaan Jupiterin radan soikeus esti Marsin kasvamisen isoksi. Soikealla radalla kiertävä Jupiter kun olisi tehnyt pienkappaleiden radoista myös soikeita. Tällöin kappalten yleensä suuri törmäysnopeus olisi tehnyt törmäyksistä kasaavien sijasta useammin hajottavia.

Asteroidien ja komeettojen synty

Asteroidit ja komeetat ovat aurinkokunnan muodostumisesta jäänyttä jätettä. Ne olivat pikkuplaneettoja, joista ei kuitenkaan syntynyt planeettaa.

Uskotaan että Jupiter esti aurinkokunnan synnyn alkuvaiheessa planeetan synnyn asteroidivyöhykkeelle. Tiedemiehet väittävät Jupiterin vaeltaneen asteroidivyöhykkeelle ja imeneen sieltä suuren osan sinne syntymässä olleen planeetan raaka-aineesta.

Toisen teorian mukaan Jupiterin rata oli alussa nykyistä soikeampi. Tämä olisi aiheuttanut häiriötä Marsin kasvamiseen isoksi.

Jupiterin radan soikeus olisi myös harventanut asteroidivyöhykettä.

Kuiperin vyöhykkeen pikkuplaneetat ovat samaan tapaan "Aurinkokunnan syntyjätettä".

Komeetat ovat sinkoutuneet kauas auringosta ulottuville radoilleen Jupiterin ja muiden jättiläisplaneettojen vaikutuksesta. Kun jäinen pikkuplaneetta ohitti Jupiterin läheltä, Jupiterin rataliike ja vetovoima sinkosivat pikkuplaneetan kauas. Näin syntyi komeetta.

Kuiden synty

Kaksi suurta taivaankappaletta törmää. Maan Kuun on oletettu syntyneen suurtörmäyksen heitetestä.

Kuut syntyivät kolmella tavalla:

1) Planeettaan virtaavasta aineesta syntyi planeettaa ympäröinyt alkuaurinkosumun kaltainen kiekko, josta kuut tiivistyivät. Jättiläisplaneettojen kuut syntyivät luultavasti näin.

2) Planeettaan törmäsi toinen suurehko planeetta. Syntyi valtavat määrät törmäysheitettä. Siitä suuri osa jäi kiertämään planeettaa renkaana. Tästä Kuu tiivistyi. Maan Kuu syntyi näin. Joidenkin mukaan myös jättiläisplaneettojen kuut.

3) Planeetta sieppasi asteroidin. Jättiläisplaneettojen uloimmat kuut syntyivät näin.

Muiden planeettakuntien synty

Syntyvä aurinkokunta. Kaasu- ja pölykiekossa on aukko, jossa on planeetta tiivistynyt.

Muiden planeettakuntien synnystä tarkoin: Planeettakuntien synty