אבק, גז והיתוך גרעיני: איך בעצם נוצרים כוכבי לכת?

© NASA/JPL-Caltech

כדור הארץ וכל מה שעליו מגיעים מדיסקת גז ואבק שהסתובבה סביב השמש הצעירה. חוקרים עדיין לא יודעים בדיוק למה כוכבי הלכת שלנו נוצרו מזה. אבל לאסטרונומים יש מזל: לאחרונה הם הצליחו לצפות בכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש נוצרים, כמעט בחיים.

הדבר החשוב ביותר לגבי היווצרות כוכבי לכת

  • כולנוהֲזָיָה. מה שמרגיש כמו לירימיליםנשמע שזה קשהידע פיזי.

  • כי אסטרופיזיקאים מסכימים: כוכבי הלכת, ולכן אנחנו, מגיעים מאחדענן ענק של גז ואבקשנמצאים מסביב לשמש צעירה מאודהסתובב.

  • גם השמש וגם הענן מסביב מגיעים מה-פיצוץ של כוכב קודמו, מילת מפתחסופרנובה.

  • למה כוכבי לכת כל כך רחוקים ומעלהמסלולים מתוחיםלנוע סביב השמש, אבל נשאר מסתורי. אסטרופיזיקה מודרנית פירושה אפוא, הלאהמַחשֵׁבכדי לדמות במהירות איך נוצרים כוכבי לכת. עיקר העניין: לא תמיד יוצא מהמְצִיאוּתהוא.

  • אִםראיות מוחשיותמצד שני, תמונות חלותמערכות כוכבים רחוקים. אסטרונומים מסוגלים כעתכוכבי לכת ב"עידן התינוק"לצלם.

  • סקרן: יסודות ההשערה המקובלים כיום הםבן יותר מ-300 שנה! בשנת 1796 התפתח האסטרונום הצרפתיפייר סימון לפלססיין"השערה-ערפילית", לפיו כוכבי הלכת מורכבים מאחד מורחבאווירה סולאריתלִנְבּוּעַ.

ערפילית השמש: מקור מערכת השמש

נוצר לראשונה מאחדגזוולקה- כנראה ההואשרידי סופרנובה- כדור גז גדול לפניולפני 4.6 מיליארד שניםלָמוּתKernfusionמואר: שלנוסונה.

על זהבייבי-סוןענן דמוי דיסק הסתובב החוצהגזים ואבק, חלקיקים בגודל מיליוניות המילימטר בלבד. זֶהדיסק פרוטופלנטרינחשב כךמקום הולדתם של כוכבי הלכתוכל הגופים השמימיים במערכת השמש (הנה אחד ברור מאודמצגת באנגלית).

תוכן חיצוני

תוכן זה מגיע מספקים חיצוניים כמו פייסבוק, אינסטגרם או יוטיוב. אנא הפעל מודעות ותוכן מותאמים אישית וכן לספקים מחוץ לתקן CMP כדי להציג תוכן זה.

דיסקים פרוטו-פלנטריים בערפילית אוריון

ניתן לראות בקלות דיסקים פרוטו-פלנטריים מחוץ למערכת השמש שלנו. כך הצליח טלסקופ החלל לגלות כמה בערפילית אוריון. ענן הגז הזה בשביל החלב, 1,350 שנות אור משם, הוא משהו כמו מחלקת יולדות לכוכבים שזה עתה נולדו.© נאס"א / מארק מקאוגרין (MPI für Astronomie) / ג. רוברט אודל (אוניברסיטת רייס) / ESA, מ. רוברטו (המכון למדע טלסקופ החלל/ESA) / טלסקופ החלל האבל / צוות הפרויקט של משרד האוצר אוריון

הולדת כוכבי הלכת

💎 מענן הגז הלוהט שמסביב השמש התינוקת פגעו ראשונים אחד בשניסיליקטשטובנָמוּך,מיליוניסטל מילימטרחלקיקים קטניםרוֹק.

🐑 עקרון עכבר הצמר: לפי מודל מחשבה תיאורטי, הם מאוחסניםחלקיקי אבקבדיסק הפרוטו-פלנטרי. בכך הם נוצרוגושים, מה שנקראכוכב לכת. נכון שהמכלולים האלה התנגשו כל הזמן והתפוררו שובחלקים בודדים. אבל השורה התחתונה היא שנוצרו יותר פלנטזימלים מאשר הושמדו.

📦 פעם פלנטזימלים היו בערך בגודל של אמְקָרֵר, החזיק אתכּוֹחַ מְשִׁיכָהאותם יחד. כתוצאה מכך, גופים גדולים יותר צמחו מהר יותר מקטנים ("תהליך בריחה").

🌕 חישובי מודלים של אסטרופיזיקאים הראו שכמה פלנטזימלים נוצרים בצורה זו בתוך רק100,000 שניםגדלו לפרו-כוכבי לכת שיכולים להיות גדולים כמו זהמונד. כשהאבק נעלם, הגופות גדלו רק על ידי התנגשות והתמזגות.

🌍 מאז השמש העיפה את הגז מהדיסק הסמוך לה, כוכבי הלכת הפנימיים שלכַּספִּיתביסמַאְדִים(וכמובן כדור הארץ) כוכבי לכת סלעיים. רחוק יותר, הפלנטזימלים גדלו כל כך שהם יכלוכּוֹחַ מְשִׁיכָהמשך גם את הגז שנותר מהדיסק הפרוטופלנטרי. הם נוצרו מהםכוכבי לכת גז.

🌀 מודל מנטלי חלופי: על פי האסטרופיזיקאי האנגלי ג'יימס ג'ינס, שנוצר בדיסק הפרוטו-פלנטרימְעַרבּוֹלֶת, שם מצטברים יותר גז ואבק מאשר במקומות אחרים. הם מתעבים דרך שלהםכוח המשיכה של עצמווכך נוצרו כוכבי הלכת הגז.גרסת התיאוריה המודרניתלהתחבר לעתים קרובותשני הדגמים.

🕰️ המודלים חישובייםלדברי המדענים, זה לקח בערךעשרה מיליון שנים, עד שכוכבי הלכת של היום "נגמרו".

כוכבי לכת: שואבי אבק בחלל

ברגע שנוצר כוכב לכת מהדיסק הפרוטופלנטרי, הוא מושך את כל החומר במסלולו לעבר עצמו, ומרוקן אותו כמו שואב אבק ענק. בתמונות, מסלולי כוכב לכת מרוקנים כאלה מופיעים כפער בדיסק כמו (ככל הנראה) כאן במערכת הכוכבים HL Tauri, שנמצאת במרחק של 450 שנות אור ובת רק מיליון שנה.© ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NSF

תמונה של לידת כוכב לכת

מדענים אפילו הצליחו לצפות בכוכב לכת תינוק בלידה. לפי אסטרונומים מאוניברסיטת אריזונה, כוכב הלכת LkCa 15b עדיין שואב חומר מסביבתו, כפי שמוצג מקרינה של גז מימן ב-9,700 מעלות וזוהר של אבק חם. לאחרונה, חוקרים מצאו באפריל 2022 כוכב לכת תינוק עם מסה פי תשעה מצדק.© Isella et al./ Steph Sallum

מודל הניס: תוכנית להיווצרות מערכת השמש

התיאוריות עבורלידות כוכבי לכתלאסטרופיזיקאים יש כבר זמן רבלא מרוצה. הם לא מסבירים מדוע המסלולים של מפעלי הגזכל כך הרבה היוםוהם כל כך רחוקים בחלל. משהו כנראה קרה אחרי שכוכבי הלכת הסתיימו.

בשנות ה-90, קבוצה מניס, צרפת, הגיעה עם מה שמוכר עד היוםדגם נחמד(באנגלית: "מודל נחמד") מה קרה במערכת השמש לאחר מכן. בקיצור: עם כוח המשיכה שלהםזרקויוּפִּיטֶרושַׁבְתַאִימיליונים על מיליונים של פלנטזימלים שנותרו(כלומר אלה של היוםאסטרואידים) לכל הכיוונים של מערכת השמש (כאן הדמיה בYT-וידאו) ופתר, בין השאר, את זה"הפצצה גדולה"עֲלֵי אֲדָמוֹת.

אבל זה גם משך את ענקי הגז, ואז הם החלו לרדת מהמסלול ובהדרגהלשוטט במערכת השמש -עד שהם מגיעים לבסוף לשלהםמסלולים נוכחייםנַחָת.

פער מאחורי מאדים: חגורת אסטרואידים במקום כוכב לכת

ברגע שצדק ושבתאי גדלו לגודל מסוים, ככל הנראה כוח המשיכה שלהם לא יאפשר כוכב לכת נוסף בין מאדים לצדק. לכן, חגורת האסטרואידים עשויה להסתובב סביב השמש במרווח זה - רצועה נרחבת של פסולת.© ESA/ATG medialab

שמונת כוכבי הלכת של מערכת השמש במבט חטוף

תוכן חיצוני

תוכן זה מגיע מספקים חיצוניים כמו פייסבוק, אינסטגרם או יוטיוב. אנא הפעל מודעות ותוכן מותאמים אישית וכן לספקים מחוץ לתקן CMP כדי להציג תוכן זה.

עוד חדשות וסרטונים

Related Posts