16. Происхождение Солнечной системы и Земли

Строение Солнечной системы обладает рядом закономерностей, указывающих на совместное образование всех планет и Солнца в едином процессе.

Разные гипотезы о механизмах возникновения Солнечной системы начали появляться ещё в 18 веке. Гипотеза об образовании Солнечной системы из газопылевого облака – небулярная гипотеза – первоначально была предложена в 18-ом веке Эммануилом Сведенборгом, Иммануилом Кантом и Пьером-Симоном Лапласом. Эти представления постепенно эволюционировали, и, с точки зрения современной астрономии, картина возникновения Солнечной системы выглядит примерно так. Солнце – звезда второго поколения. Солнечная система возникла из одного большого газопылевого облака, образовавшегося в результате взрыва сверхновой звезды. Это облако начало сжиматься под действием гравитации, в результате основная часть содержащегося в нём вещества собралась в центральный сгусток, из которого впоследствии возникло Солнце. Однако, так как это облако изначально не было неподвижным, а немного вращалось, то не вся масса облака оказалась сосредоточенной в центральном сгустке. Под действием сил гравитации и центробежных сил облако приобрело форму сильно сплюснутого диска (протопланетный диск), который располагался в плоскости, перпендикулярной оси вращения облака. При этом в этом диске, вращающемся вокруг центра облака, в котором находился центральный сгусток, стали формироваться меньшие сгустки. Эти сгустки сталкивались, объединяясь между собой, а также захватывали частицы пыли и газа из диска. Увеличивающаяся масса этих сгустков также приводила к их сжатию под действием силы гравитации. Из этих меньших сгустков (планетезимали) впоследствии сформировались планеты.

В результате сжатия центральный сгусток начал разогреваться, температура в его центре повышалась, и, наконец, она оказалась настолько высокой, что произошёл запуск термоядерной реакции. Так на месте холодного центрального газового сгустка вспыхнула новая звезда – Солнце. Как только это произошло, под давлением яркого солнечного излучения и солнечного ветра лёгкие газы, такие, как водород и гелий, были очень быстро выдуты из ближней к Солнцу области газопылевого диска, в то же время тяжёлые частицы, наоборот, под действием гравитации стремились к центру.

Земля формировалась из твердых холодных тел и вначале была холодной, т.е. наша планета никогда не была полностью расплавленной, а ее недра стали горячими уже в процессе роста.

17. Происхождение Луны.

К середине прошлого века сформировалось несколько гипотез происхождения Луны: отделение Луны от Земли; случайный захват Луны на околоземную орбиту; коаккреция Луны и Земли из роя твердых тел.

Уже в 30 гг. прошлого столетия было показано, что гипотеза отрыва Луны от Земли, выдвигавшаяся (Дж. Дарвиным) несостоятельна. Суммарный вращательный момент Земли и Луны недостаточен для возникновения даже в жидкой Земле ротационной неустойчивости.

В 60-е гг. специалисты в области небесной механики пришли к выводу, что захват Луны на околоземную орбиту – крайне маловероятное событие.

Есть общее представление, что Луна образовалась в околоземном диске, но по поводу возникновения диска существуют две крайние версии. В одной из них (теория коаккреция), согласно идее О.Ю. Шмидта, предполагается, что Луна могла возникнуть благодаря аккумуляции допланетного вещества в околоземном рое при его достаточном количестве и концентрации. Ее слабая сторона – неспособность объяснить отличие химического состава Луны от Земли – низкое содержание железа в Луне (6-10% по сравнению с 35% в Земле). Американские ученые А. Камерон и В. Уорд и одновременно В. Хартман и Д. Дэвис в 1975 г. предложили гипотезу образования Луны в результате катастрофического столкновения с Землей крупного космического тела, размером с Марс (гипотеза мегаимпакта). В результате огромная масса земной материи и частично материала ударника (небесного тела, столкнувшегося с Землей) расплавилась и была выброшена на околоземную орбиту. Этот материал быстро аккумулировался в компактное тело, которое стало Луной. Несмотря на кажущуюся экзотичность эта гипотеза стала общепринятой, поскольку она предлагала простое решение целого ряда проблем.

Десять лет назад академик Э.М.Галимов выдвинул гипотезу, смысл которой состоял в том, что Луна сформировалась не вследствие катастрофического удара, а как двойная система одновременно с Землей в результате фрагментации облака пылевых частиц. Так образуются двойные звезды. Железо, которым Луна обеднена, было утрачено вместе с другими летучими в

результате испарения.