Планеталардың гравитациялық күшінің орталық жұлдыздың әрекетін бақылау арқылы планеталар жүйесін іздеу әлдеқайда ұтымды
Жұлдыздар, планеталар және олардың жүйелері
Жұлдыздардың пайда болуы мен эволюциясына қатысты теория құруға жеткілікті бақылаулық дәлелдер жинақталған. Ал жұлдыздардың планеталық жүйелері, олардың қалыптасуы және эволюциясы туралы дәл сондай сеніммен айту әлі де қиын: біз тікелей әрі толық зерттей алатын жалғыз мысал — Күн жүйесі.
Тарихи болжамдар және қазіргі ізденістер
XVI ғасырда Джордано Бруно жұлдыздар Күн тәрізді болып, олардың айналасында планеталар тобы бар деп болжаған. Оның ойынша, планеталар үздіксіз пайда болып, өмір сүріп, кейін жойылады. Бүгінде бұл идеяның жалпы бағыты расталып келеді: соңғы жылдары көптеген жұлдыздардың маңынан экзопланеталық жүйелер табылды.
Неге планеталарды табу қиын?
- Масса айырмасы: планетаның массасы орталық жұлдыз массасынан әлдеқайда кіші.
- Жарқырау айырмасы: планетаның өз жарығы жұлдыздың жарқырауымен салыстырғанда өте әлсіз.
Мысалы, бізге жақын жұлдыздың маңында физикалық сипаттамалары Юпитерге ұқсас планета болса, оның көрінерлік жұлдыздық шамасы шамамен +23m болар еді және жұлдыздан өте кіші бұрыштық қашықтықта орналасып, тікелей бақылауды айтарлықтай қиындатар еді.
Гравитациялық әсер арқылы іздеу
Планеталарды тікелей көруден гөрі, олардың орталық жұлдызға гравитациялық әсерін бақылау әлдеқайда тиімді. Планеталық жүйе массасының шамамен 99%-ы орталық жұлдызға тиесілі болса да, бүкіл жүйенің массалар центрі жұлдыздың дәл ортасымен беттеспейді. Сондықтан жұлдыз кеңістікте аздап «теңселіп» қозғалады; бұл ауытқуды ұзақ мерзімді бақылаулар арқылы байқауға болады.
Бақылау мысалы
Бірнеше жылдық бақылаулар нәтижесінде “Барнарданың ұшып бара жатқан жұлдызының” өзіне тән траекториясынан периодты түрде ауытқитыны байқалған. Бұл жұлдыздың өзіндік қозғалысы жылына доғаның 10,27″-ын құрайды, ал қашықтығы шамамен 6 жарық жылы.
Осындай ауытқуларды талдау арқылы жұлдыздың күңгірт серіктерінің ықтимал массалары бағаланды (Ван де Калеп бойынша): 0,0058 және 0,0030 Күн массасы.
Спектроскопиялық әдіс және шаң-тозаң дискілері
Планеталық жүйелерді анықтауда спектроскопиялық әдістің болашағы зор. 1983 жылы Вега жұлдызының (қашықтығы шамамен 26 жарық жылы) инфрақызыл диапазонда ерекше артық сәуле шығаратыны белгілі болды: 60 мкм-де қалыптыдан 10 есе, ал 100 мкм-де 20 есе артық.
Бұл құбылыс жұлдыз маңында салқын денелерден тұратын диск барын меңзейді. Мұндай дөңгелек құрылымдар басқа да кейбір жұлдыздардан табылған, демек өзге жұлдыздардың маңында да планеталық жүйелер кең таралған. Жерге ұқсас планетаны кең көлемде ашу — болашақтың маңызды міндеттерінің бірі.
Күн жүйесінің пайда болуы: негізгі идеялар
Күн жүйесінің пайда болуын табиғи жолмен түсіндіруге талпыныстар XVII ғасырда басталды. XVIII ғасырда философ И. Кант пен математик П. Лаплас үйлесімді теория ұсынғанымен, ол көптеген бақылаулық деректерді толық түсіндіре алмады. Дегенмен, Күн жүйесі де басқа жұлдыздық жүйелер сияқты белгілі бір жалпы кезеңдерден өтуі ықтимал.
Ауыр элементтердің таралуы және Күннің тууы
Аса жаңа жұлдыз жарылғаннан кейін ауыр элементтер кеңістікке шашылып, кейін жаңа жұлдыздар мен планеталарды құрайтын материалға айналады. Осындай жарылыстар жақын маңдағы газ бен тозаң бұлттарына әсер етіп, олардың тығыздалуын жеделдетуі мүмкін.
Соққы толқынының ықпалымен бұлт гравитация әсерінен сығылып, ортасы қыза бастайды. Нәтижесінде орталықта термоядролық реакциялар іске қосылып, Күн қалыптасады.
Диск, магнит өрісі және планеталардың қалыптасуы
Күн магнит өрісі арқылы өзін қоршаған заттармен байланысын сақтап, қоршаған ортаға қозғалыс моментін беруге қабілетті болды. Осы процестің нәтижесінде дөңгелек тәрізді диск қалыптасып, кейін сол дискіден планеталар пайда болды.
Күнді қоршаған протопланеталық бұлтта ұсақ бөлшектер мен салқын денелер бір-біріне жабысып, ірілене түсті. Сонымен қатар Күннен тараған ыстық жел жеңіл әрі ұшпа заттарды ішкі аймақтардан ығыстырып шығарды.
Нәтижесінде Күнге жақын аймақтарда тығыз, кремнийлік кіші планеталар, ал Марс орбитасынан әрі қарай сутегі мен гелийге бай алып планеталар қалыптасты.