איך נוצרה מערכת השמש

מאז שנוצרה מערכת השמש לפני למעלה מ-4.500 מיליארד שנים, קשה לדעת בדיוק כיצד היא נוצרה . עם זאת, מדענים שקלו מספר תיאוריות, חלקן תקפות יותר מאחרות, ותהליך היווצרות קוהרנטי התפתח.

לכן, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם כיצד נוצרה מערכת השמש ואילו שלבים התרחשו.

תכונות מערכת השמש

כמו כל שאר המערכות הפלנטריות, רוב מערכת השמש היא חלל ריק. אולם מסביב לכל המרחבים הללו ישנם עצמים רבים המושפעים מכוח המשיכה של השמש ויוצרים את מערכת השמש.

כצפוי, השמש היא החלק החשוב ביותר במערכת השמש. היא נמצאת במרכזה, וכל העצמים במערכת השמש מושפעים מכוח המשיכה שלה. זהו כוכב מסוג G, המכונה גם ננס צהוב, והוא נמצא באמצע חייו, כיום בן כ-4.600 מיליארד שנים. השמש מורכבת משלושה רבעים מימן ורבע הליום, מסתובבת סביב צירה, לוקח לה 25 ימים להשלים סיבוב אחד, ומהווה כ-99,86% מהמסה הכוללת של מערכת השמש.

בשל גודלם, העצמים החשובים הבאים במערכת השמש הם כוכבי הלכת, אותם אנו יכולים לחלק לשתי קטגוריות שונות. לכן, מסלולי מערכת השמש הפנימית תפוסים על ידי מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים. אלו הם כוכבי הלכת הקטנים ביותר ומוכרים ככוכבי הלכת הפנימיים, הידועים גם ככוכבי לכת סלעיים, בשל מיקומם במערכת השמש והאופי המוצק של החומרים הסלעיים והמתכתיים שלהם. מצד שני, במסלולים החיצוניים של מערכת השמש אנו מוצאים כוכבי לכת גדולים יותר, העשויים מגז, ולכן הם נקראים ענקי גז וענקי קרח. כך, בשל מרחקו מהשמש, נוכל למצוא את צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון.

בנוסף לכוכבי הלכת, ישנם חמישה כוכבי לכת ננסיים במערכת השמש . כפי ששמם מרמז, מדובר בעצמים קטנים בהרבה המאופיינים בכוח משיכה מספיק כדי ליצור צורה כדורית, אך לא מספיק כדי להפריד את סביבתם המסלולית מעצמים אחרים, מה שמבדיל אותם מכוכבי לכת. אלה הם קרס, בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק, ופלוטו, האומה, מקמאקה ואריס (הידועים גם בשם פלוטו), בחגורת קויפר.

חגורת האסטרואידים היא אזור במערכת השמש בין מסלוליהם של מאדים וצדק, המכיל מספר רב של גופים קטנים עשויים סלע וקרח, שרובם אסטרואידים הנחשבים לשרידים של כוכב לכת שמעולם לא היה קיים. היא נוצרה עקב השפעת הכבידה של צדק. יותר ממחצית המסה הכוללת של החגורה כלולה בחמישה עצמים: כוכב הלכת הננסי קרס והאסטרואידים פאלאס, וסטה, היגיאה וג'ונו.

חגורת קויפר היא אזור במערכת השמש הממוקם מעבר למסלולו של נפטון. היא דומה לחגורת האסטרואידים, אך גדולה בהרבה: רחבה פי 20 ומאסה עד פי 200, וכמו חגורת האסטרואידים, היא מורכבת בעיקר משאריות קטנות מהיווצרות מערכת השמש, במקרה זה מים, מתאן ואמוניה בצורת קרח.

ענן אורט הוא ענן כדורי של גופים שמימיים מעבר למסלולו של נפטון, במרחק של שנת אור אחת לכל היותר מהשמש. ההערכה היא שהענן יכול להכיל בין מיליארד ל-100 מיליארד גופים שמימיים המורכבים מקרח, מתאן ואמוניה, אשר יחד יכולים להיות בעלי מסה גדולה פי חמישה מזו של כדור הארץ.

התיאוריה המודרנית של ערפיליות מבוססת על תצפיות של כוכבים צעירים המוקפים בדיסקיות אבק צפופות ומאטות. על ידי ריכוז רוב המסה במרכז, החלקים החיצוניים שכבר מופרדים מקבלים יותר אנרגיה ומאטים פחות, מה שמגדיל את הפרש המהירות.

ענני גז ואבק שמקורם במערכת השמש

ישנם מספר הסברים כיצד נוצרה מערכת השמש שלנו. אחת התיאוריות המקובלות ביותר היא תיאוריית הערפילית, שהוצעה על ידי רנה דקארט בשנת 1644 ומאוחר יותר שוכללה על ידי אסטרונומים אחרים.

לפי הגרסה שהציעו קאנט ולפלאס, ענן הגז והאבק העצום התכווץ בגלל כוח המשיכה, אולי בגלל פיצוץ סופרנובה סמוך. כתוצאה מההתכווצות היא החלה להסתחרר במהירות גבוהה והשתטחה, עקב כך מערכת השמש שנוצרה נראתה יותר כמו דיסק מאשר כדור.

רוב החומר נערם במרכז. הלחץ כה גבוה עד שמתחילות תגובות גרעיניות , משחררות אנרגיה ויוצרות כוכבים. במקביל, נוצרות מערבולות, וככל שהן גדלות, כוח המשיכה שלהן גובר, ומושכות פנימה יותר חומר עם כל סיבוב.

יש גם התנגשויות רבות בין חלקיקים וחפצים בהיווצרות. מיליוני חפצים מתאחדים כדי להתנגש או להתנגש באלימות ולהישבר לרסיסים. מפגשים בונים שולטים, ובתוך 100 מיליון שנה בלבד הם רכשו מראה דומה לזה הנוכחי. אז כל גוף ממשיך את האבולוציה שלו.

היווצרות כוכבי לכת וירחים

כוכבי לכת ורוב ירחיהם נוצרים מהצטברות חומר סביב חלקים גדולים יותר של פרוטונבולות. לאחר סדרה כאוטית של התנגשויות, מיזוגים ושחזורים, הם מגיעים לגודל דומה לגודלם הנוכחי ועוברים למקום בו אנו יודעים שהם נמצאים.

האזור הקרוב ביותר לשמש חם מכדי לשמור על חומר קל. זו הסיבה שכוכבי הלכת הפנימיים קטנים וסלעיים, בעוד שכוכבי הלכת החיצוניים גדולים וגזים. האבולוציה של מערכת השמש לא נעצרה, אבל לאחר הכאוס הראשוני, רוב החומר מהווה כיום חלק מעצמים במסלולים פחות או יותר יציבים.

כל תיאוריה שמנסה להסביר את היווצרות מערכת השמש חייבת לקחת בחשבון שהשמש מסתובבת לאט ויש לה רק 1% תנע זוויתי אך 99,9% מסה , בעוד שלכוכבי הלכת יש תנע זוויתי של 99%. התנע הוא רק 0,1% מהמסה. הסבר אחד הוא שבהתחלה, השמש הייתה הרבה יותר קרה. ככל שהיא מתחממת, צפיפות החומר שלה מאטה את סיבובה עד שמושג שיווי משקל מסוים. אבל יש עוד...

תיאוריות על איך נוצרה מערכת השמש

ישנן חמש תיאוריות או גרסאות נוספות הנחשבות להגיוניות:

• La תורת ההצטברות מניח שהשמש עוברת דרך ענן בין כוכבי צפוף ומוקפת באבק ובגז.
• La תיאוריה פרוטופלנטרית אומר שבתחילה ענן בין-כוכבי צפוף יצר צביר כוכבים. הכוכבים המתקבלים הם גדולים ובעלי מהירויות סיבוב נמוכות, בעוד שלכוכבי לכת שנוצרים באותו ענן יש מהירויות גבוהות יותר כאשר הם נתפסים על ידי כוכבים, כולל השמש.
• La תורת המלכודות מסביר שהשמש מקיימת אינטראקציה עם פרוטוסטאר סמוך ומוציאה ממנו חומר. הסיבה שהשמש מסתובבת לאט היא בגלל שהיא נוצרה לפני כוכבי הלכת.
• La תורת לפלס המודרנית מניח שהעיבוי של השמש מכיל חלקיקי אבק מוצקים שמאטים את סיבוב השמש עקב חיכוך במרכז. ואז השמש מתחממת והאבק מתאדה.
• La תורת הערפיליות המודרנית הוא מבוסס על תצפיות של כוכבים צעירים המוקפים בדיסקות אבק צפופות ומאטות. על ידי ריכוז רוב המסה במרכז, החלקים החיצוניים שכבר מופרדים מקבלים יותר אנרגיה ומאטים פחות, מה שמגדיל את הפרש המהירות.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על האופן שבו נוצרה מערכת השמש.