Современная космогония.

Согласно современным представлениям, гравитационная неустойчивость привела к сжатию (коллапсу) газово-пылевого облака (туманности) в межзвездном пространстве внутри Галактики. Следует подчеркнуть, что в принципе процесс сходен с аналогичными процессами больших масштабов в первичной газовой среде, которые приводили к образованию самих галактик. В рассматриваемом случае размеры газово-пылевого облака были в сто тысяч — миллион раз меньше характерного размера Галактики. Число таких облаков в Галактике, по-видимому, достигало многих миллиардов.

Импульсом к конденсации газово-пылевого облака, которая в конечном итоге привела к образованию планет, явился близкий взрыв сверхновой звезды. Расширяющаяся ударная волна от взрыва привела к образованию в облаке уплотнений, что и привело к возникновению уплотняющихся под действием собственного тяготения сгустков вещества.

В центре одного такого сжимающегося и уплотняющегося облака сформировалось медленно вращающееся ядро, давшее начало будущему Солнцу и дискообразной газово-пылевой туманности, которая вращалась вместе с ним. Этот солнечный протопланетный диск претерпел ряд существенных изменений, что в конечном итоге привело к образованию Солнечной системы.

Протопланетный диск. Рисунок

Рис. 18.2. Протопланетный диск. Рисунок

Рассмотрим подробнее этот сценарий.

Предыстория стандартного сценария.

Около 4,6 млрд лет назад в одной из областей интенсивного звездообразования в газово-пылевом облаке произошло сжатие одного из его фрагментов. В этом облаке уже присутствовали все элементы таблицы Менделеева, а также некоторые молекулярные соединения. Атомы тяжелых элементов, по-видимому, были привнесены сюда в результате взрывов сверхновых, последовавших задолго до этого. Соотношение долгоживущих ядер урана-235 и -238, тория-232 и рения-187 и продуктов их распада — ядер свинца-207, -206, свинца-208 и осмия-187 интерпретируется как следы по крайней мере трех впрыскиваний радиоактивных ядер, а значит, трех актов ядерного синтеза (взрывов сверхновых звезд) в окрестностях будущей Солнечной системы: более чем за 5, примерно за 5 и за 2 млрд лет до начала ее формирования.

Изотопный анализ древнего метеоритного вещества показал, кроме того, что за 100 млн лет до начала его формирования в протосолнечной туманности появились йод-129 и плутоний-244. В результате их распада изменился изотопный состав ксенона, что и позволило выявить это событие. Существует гипотеза о том, что указанные ядра содержались в продуктах выброса взорвавшейся поблизости массивной магнитной звезды.

Всего за миллион лет до формирования метеоритного вещества выявляется последнее впрыскивание ядер, содержавшее, в частности, алюминий-26. Предполагается, что взорвалась сверхновая другого типа. Вероятно, именно этот взрыв и привел к гравитационному коллапсу (сжатию) протосолнечной туманности: ударная волна могла вызвать либо ускорить сжатие вещества. В этой туманности содержались преимущественно молекулы водорода, воды, гидроксила (ОН), а также пыль (частицы, состоящие преимущественно из силикатов). Взрыв близкой сверхновой звезды мог привнести в облако, сформировавшиеся во время взрыва, атомы тяжелых элементов от железа вплоть до урана

Вещество газово-пылевой туманности. Формирование будущей Солнечной системы началось в недрах газово-пылевой туманности. Как и другие аналогичные образования, она содержала в себе три фазы: железно-каменную, которая образовывала пылевидные частицы, ледяную, составляющую оболочки этих частиц, и газовую, в которой пылевидные частицы находились во взвешенном состоянии. Поскольку протосолнечная туманность порождена взрывом сверхновой, облако оказалось насыщенным сложными соединениями, прошедшими высокотемпературную обработку.

Так, железно-каменная фаза была сложена силикатами (оливином Mg2Si04, пироксенами Mg2Si206, CaMgSi206, плагиоклазом CaAl2Si208 — NaAlSi308), металлами (Fe, Ni), сульфидами (FeS), графитом (С) и другими соединениями. Эти продукты ранних конденсаций и затвердеваний вещества при температурах 900—1600 К, выделились в виде мельчайших частичек (пылинок) еще в раскаленном газовом облаке, до образования плотных темных молекулярных туманностей. Мельчайшие металлические и каменные частицы служили центрами конденсации. На них в зоне низких температур намерзали газовые компоненты — частицы воды и другие легкие летучие компоненты.

Остаток сверхновой (туманность Медуза, Emil Ivanov)

Рис. 18.3. Остаток сверхновой (туманность Медуза, Emil Ivanov)

Газовая фаза в таком веществе остается только в мельчайших пузырьках внутри растущих кристаллов льда. На поверхности пылинок должен был возникать многослойный конденсат, в котором последовательность наслоения газовых соединений соответствовала понижению температуры затвердевания.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >