- •Планетные системы Состав планетных систем
- •[Править] Объекты планетарной массы
- •[Править] Планета-сирота
- •[Править] Субкоричневые карлики
- •[Править] Планеты-спутники и планеты поясов
- •[Править] Движение планет по орбите
- •[Править] Наклон оси
- •Вращение
- •«Чистая орбита»
- •Эволюция планетных систем Солнечная система
- •] Формирование планеты
- •Аккреционный сценарий
- •Трудности аккреционного сценария
- •Сценарий гравитационного коллапса
- •Атмосферные
- •Наблюдения и их особенности Затменный (транзитный) метод
- •Метод лучевых скоростей
- •Физические характеристики Масса
- •Внутренняя дифференциация
- •Вторичные характеристики
- •История
- •Вавилон
- •Древняя Греция и Древний Рим
- •Древняя и средневековая Индия
- •Исламский мир
- •Европейское Возрождение
- •Определение экзопланеты
- •Резолюция 2006 года
- •Прежние классификации
- •Любительские наблюдения
- •Меркурий
] Формирование планеты
Подробнее см. также: Небулярная гипотеза
Протопланетный диск в представлении художника
Ясности в том, какие процессы идут при формировании планет и какие из них доминируют, до сих пор нет. Обобщая наблюдательные данные, можно утверждать лишь то, что[46]:
-
Они образуются ещё до момента рассеяния протопланетного диска.
-
Значительную роль в формировании играет аккреция.
-
Обогащение тяжелыми химическими элементами идет за счет планетезималей.
Таким образом, отправная точка всех рассуждений о пути формирования планет — газопылевой (протопланетный) диск вокруг формирующейся звезды. Сценариев, как из него получились планеты, существует два типа[47]:
-
Доминирующий на данный момент — аккреционный. Предполагает формирования из первоначальных планетозималей.
-
Второй полагает, что планеты сформировались из первоначальных "сгущений", впоследствии сколлапсировавших.
Окончательно формирование планеты прекращается, когда в молодой звезде зажигаются ядерные реакции и она рассеивает протопланетный диск, за счет давления солнечного ветра, эффекта Пойнтинга — Робертсона и прочих[48].
Аккреционный сценарий
Вначале из пыли образуются первые планетозимали. Существует две гипотезы как это происходит:
-
Одна утверждает, что они растут из-за парного столкновения очень маленьких тел.
-
Вторая, что планетозимали формируются в ходе гравитационного коллапса в средней части протопланетного газопылевого диска.
По мере роста возникают доминирующие планетозимали, которые впоследствии станут протопланетами. Расчет темпов их роста довольно разнообразен. Однако базой для них служат уравнение Сафронова:
,
где R - размер тела, a - радиус его орбиты, M* - масса звезды, Σp - поверхностная плотность планетозимальной области, а FG - так называемый параметр фокусировки, ключевой в данном уравнении, для различных ситуаций он определяется по-своему. Расти такие тела могут не до бесконечности, а ровно до того момента пока есть небольшие планетозимали в их окрестностях, пограничная масса (так называемой массой изоляции) при этом получается:
В типичных условиях она варьирует от 0,01 до 0,1 M⊕ - это уже является протопланетой. Дальнейшее развитие протопланеты может следовать по следующим сценариям, один из которых приводит к образованию планет с твердой поверхностью, другой - к газовым гигантам.
В первом случае, тела с изолированной массой тем или иным образом увеличивают эксцентриситет и их орбиты пересекаются. В ходе череды поглощений более мелких протопланет образуются планеты подобные Земле.
Планета-гигант может образоваться если вокруг протопланеты останется много газа из протопланетного диска. Тогда в роли ведущего процесса дальнейшего приращения массы начинает выступать аккреция. Полная система уравнений описывающий данный процесс:
(1)
(2)
(3)
Смысл выписанных уравнений следующий (1) - предполагается сферическая симметрия и однородность протопланеты, (2) предполагается, что имеет место гидростатическое равновесие, (3) Нагрев идет при столкновении с планетозималями, а охлаждение происходит только за счет излучения. (4) - уравнения состояние газа.
Рост ядра будущей планеты-гиганта продолжается до M~10⊕[источник не указан 217 дней]. Примерно на этом этапе гидростатическое равновесие нарушается. С этого момента весь аккрецирующий газ уходит на формирование атмосферы планеты-гиганта.