Saules sistēmas veidošanās un evolūcija ir nosaukums idejām par to, kā sākās Saules sistēma un kā tā mainīsies turpmāk. Pieņemtais priekšstats ir tāds, ka pirms 4,6 miljardiem gadu mūsu kosmosa apgabalā bija ļoti liels gāzes mākonis, ko sauc par miglāju. Visas lietas, kurām ir masa, saplūst kopā jeb gravitē viena pret otru. Tas visu gāzi vilka uz centru. Galu galā spiediens centrā paaugstināja temperatūru tā, ka ūdeņraža atomi saplūda kopā, veidojot hēliju. Saules sistēmu rašanās procesu sauc par miglāju teoriju.

Planētu griešanos ap Sauli un katras ap savu asi vispirms izraisīja tas, ka sākotnējais gāzes mākonis dažādās vietās bija dažāda blīvuma. Griešanās palielinājās gravitācijas (enerģijas saglabāšanas) dēļ. Līdz ar to Saules sistēmas forma kļuva plakana. Turpinoties sabrukšanai, leņķiskā momenta saglabāšanās nozīmē, ka rotācija paātrinājās. Tas lielā mērā neļauj gāzei tieši akrēt (pārvietoties) uz centrālo kodolu. Gāze ir spiesta izplatīties uz āru pie ekvatoriālās plaknes, veidojot disku, kas, savukārt, akumulējas uz kodolu.

Gravitācijas dēļ atomi Saules atomos kļuva ļoti tuvi viens otram. Visa šī enerģija galu galā radīja mūsu zvaigzni - Sauli. Atlikušās gāzes lielākoties nonāca gāzes milžos - arī sauktos par Jovijas planētām. Akmeņi un putekļi aizgāja, lai izveidotu sauszemes planētas, to mēness, asteroīdus un visus pārējos Saules sistēmas objektus.

Saules milzīgās masas dēļ (99,86% no visas Saules sistēmas masas) tai bija ļoti spēcīga gravitācija. Planētu centrbēdzes spēks, kas rodas, planētām riņķojot ap Sauli, līdzsvaro Saules gravitācijas spēku. Milzīgais blīvums tās kodolā izraisa kodolsintēzes reakciju, kuras rezultātā ūdeņradis pārvēršas par hēliju, izstarojot siltumu, gaismu un citus elektromagnētiskā starojuma veidus.

Nākamais jautājums ir šāds: ja Saule pārvērš ūdeņradi par hēliju, no kurienes rodas visi pārējie elementi? Iespējamā atbilde ir tikai viena: šie augstākie elementi nāk no iepriekšējām zvaigžņu paaudzēm. Milzīgas supernovas, kas eksplodēja pirms miljardiem gadu jaunās Saules sistēmas tuvumā, radīja augstākos elementus. Milzīgas zvaigznes savu dzīves ciklu izdzīvo daudz ātrāk nekā mazākas zvaigznes. To izraisa vēl augstāks spiediens un temperatūra to iekšienē salīdzinājumā ar vidējo galvenās sekvences zvaigzni, piemēram, Sauli.

Mākslinieku priekšstats par miglāju, kas aizsāka Saules sistēmu

Idejas vēsture

Tā dēvētā miglāju hipotēze pirmo reizi tika izstrādāta 18. gadsimtā. Pie tās strādāja trīs cilvēki:

Emanuels Svedenborgs (1688-1772)
Immanuels Kants (1724-1804)
Pjērs Simons Laplāss (1749-1827)

Zviedborgam šī ideja radās pirmajam, bet Kants to attīstīja līdz īstai teorijai. 1755. gadā Kants publicēja savu Vispārējo dabaszinātni un debesu teoriju (vācu valodā, protams). Viņš apgalvoja, ka gāzveida mākoņi, miglāji, lēni rotē, pakāpeniski sabrūk un gravitācijas ietekmē saplok. Galu galā no tiem veidojas zvaigznes un planētas.

Tikmēr līdzīgu modeli neatkarīgi izstrādāja un 1796. gadā piedāvāja Laplace savā Exposition du systeme du monde. Viņš uzskatīja, ka Saulei sākotnēji bija izvērsta karsta atmosfēra visā Saules sistēmas tilpumā. Viņa teorija paredzēja, ka protosolārā miglāja sarūk un atdziest. Tā atdziestot un sarūkot, tā saplacinājās un straujāk griezās, izmetot (vai izmetot) virkni gāzveida materiāla gredzenu, un, pēc viņa domām, planētas kondensējās no šī materiāla. Viņa modelis bija līdzīgs Kanta modelim, tikai detalizētāks un mazāka mēroga. Diemžēl Laplace versijā bija problēma. Galvenā problēma bija leņķiskā momenta sadalījums starp Sauli un planētām. Planētām pieder 99 % leņķiskā momenta, un šo faktu nevarēja izskaidrot ar miglāju modeli. Pagāja diezgan ilgs laiks, līdz tas tika saprasts.

Mūsdienu plaši atzītās planētu veidošanās teorijas - Saules miglāju diska modeļa (SNDM) - pirmsākumi ir padomju astronoma Viktora Safronova nopelns. Viņa grāmata "Protoplanētu mākoņa evolūcija un Zemes un planētu veidošanās", kas 1972. gadā tika tulkota angļu valodā, radīja lielu ietekmi. Šajā grāmatā tika formulētas gandrīz visas galvenās planētu veidošanās procesa problēmas un dažas no tām tika atrisinātas. Safronova idejas tika tālāk attīstītas. Joprojām ir diezgan daudz Saules sistēmas aspektu, kas vēl ir jāizskaidro.

Lai gan sākotnēji tas attiecās tikai uz mūsu Saules sistēmu, tagad tiek uzskatīts, ka SNDM ir ierastais zvaigžņu veidošanās veids visā Visumā. Līdz 2017. gada augustam mūsu galaktikā ir atklātas vairāk nekā 3000 ekstrasaulesplanētas.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir miglāju teorija?

A: Nebularu teorija ir process, kurā veidojas saules sistēmas. Tā izskaidro, kā liels gāzes mākonis kādā kosmosa apgabalā gravitācijas ietekmē var tikt savilkts kopā, galu galā veidojot zvaigzni, piemēram, Sauli un planētas.

J: Kā Saule iegūst enerģiju?

A: Saule iegūst enerģiju, pārvēršot ūdeņradi hēlīlijā kodolsintēzes reakcijā tās kodolā, izdalot siltumu, gaismu un citus elektromagnētiskā starojuma veidus.

J: Kas izraisa planētu griešanos ap savu asi?

A: Sākotnējais gāzu mākonis dažādās vietās bija dažāda blīvuma, tāpēc tas griezās ap Sauli un katras planētas asi. Šī griešanās palielinājās gravitācijas (enerģijas saglabāšanas) un leņķiskā momenta saglabāšanas dēļ.

Jautājums: No kurienes nāk visi elementi, kas veido sauszemes planētas, mēness, asteroīdus u. c.?

A: Visi elementi, izņemot ūdeņradi un hēliju, nāk no agrāko paaudžu zvaigznēm, kas eksplodēja pirms miljardiem gadu netālu no mūsu jaunās Saules sistēmas - šīs milzīgās supernovas radīja augstākos elementus.

Jautājums: Kāpēc milzīgas zvaigznes savu dzīves ciklu izdzīvo daudz ātrāk nekā mazākas zvaigznes?

A: Milzīgajās zvaigznēs ir vēl lielāks spiediens un augstāka temperatūra salīdzinājumā ar vidējo galvenās sekvences zvaigzni, piemēram, Sauli, tāpēc to dzīves cikls norit daudz ātrāk nekā mazākām zvaigznēm.

J: Kas izraisīja mūsu Saules sistēmas veidošanos pirms aptuveni 4,6 miljardiem gadu?

A: Apmēram pirms 4,6 miljardiem gadu mūsu kosmosa apgabala tuvumā bija liels gāzes mākonis - visas lietas ar masu gravitē viena pret otru, tāpēc tas visu gāzi vilka uz centru, līdz tā sasniedza pietiekami augstu spiedienu, lai ūdeņraža atomi saplūstu kopā hēlijā, tādējādi radot mūsu zvaigzni, ko pazīstam kā Sauli.