Işık olmasa da: Güneşin ve güneş sisteminin tarihçesi
Başlangıçta hidrojen vardı – artı biraz daha az helyum vardı. Sadece bu iki element (lityum katkısıyla), Big Bang’den sonra genç Evreni doldurdu ve ilk neslin yıldızları sadece bunlardan oluşuyordu. Ancak, parlamaya başladıklarında, her şeyi değiştirdiler: yıldızların derinliklerindeki termonükleer ve nükleer reaksiyonlar demire kadar olan tüm elementleri yarattılar ve en büyüklerinin süpernova patlamasındaki felaket ölümleri ve uranyumu da içeren daha ağır çekirdekler. Şimdiye kadar, hidrojen ve helyum, tüm olağan uzaysal maddenin en az % 98’ini oluşturuyor, ama önceki nesillerin tozlarından oluşan yıldızlar, diğer unsurların safsızlıklarını içeriyor; bu, bazı göz ardı edilen astronomların topluca metal olarak adlandırılıyor.
Her yeni nesil yıldız, artan “metali” ile ayırt edilir ve Güneş istisna değildir. Bileşimi açıkça, yıldızın diğer yıldızların derinliklerinde “nükleer işleme” geçiren bir maddeden oluştuğunu açıkça göstermektedir. Ve bu hikayenin birçok detayı hala bir açıklama bekliyor olsa da, genel olarak, güneş sisteminin ortaya çıkmasına yol açan olayların karmaşası oldukça çözülmüş görünüyor. Çevresinde birçok kopya kırıldı, ancak modern nebula hipotezi, yerçekimi yasalarının keşfedilmesinden önce bile ortaya çıkan bir düşüncenin gelişmesiydi. 1572’de Tycho Brahe, gökyüzündeki yeni bir yıldızın görünümünü “temel maddenin yoğunlaşması” ile açıkladı.
Yıldız Cradle
Hiçbir “eterik madde” bulunmadığı ve yıldızların kendimizle aynı elementlerden oluştuğu açıktır – tam tersine, yıldızların nükleer sentezi tarafından yaratılan atomlardan oluşuyoruz. Bunlar, aslanın Gökada’nın madde kütlesindeki payını hesaba katıyorlar – yeni yıldızların doğması için serbest yayılan gazın birkaçının fazlasından fazla değil. Ancak bu yıldızlararası madde, nispeten yoğun bulutlar oluşturan yerlerde düzensiz olarak dağıtılır.
Oldukça düşük sıcaklığa rağmen (sadece birkaç onlarca hatta mutlak sıfırın üzerinde derece birimleri), kimyasal reaksiyonlar burada gerçekleşir. Ve bu bulutların neredeyse tamamı kütlesi hala hidrojen ve helyum olsa da, karbon dioksit ve siyanürden asetik asit ve hatta polyatomik organik moleküllere kadar düzinelerce bileşik ortaya çıkar. Yıldızların oldukça ilkel maddesiyle kıyaslandığında, bu tür moleküler bulutlar maddenin karmaşıklığının evrimindeki bir sonraki adımdır. Onları küçümsememelisiniz: Galaksinin diskin hacminin yüzde birinden daha fazlasını işgal etmiyorlar, ama onlar yıldızlararası maddenin kütlesinin yaklaşık yarısını oluşturuyorlar.
Ayrı moleküler bulutlar birkaç güneşten birkaç milyona kadar bir kütleye sahip olabilir. Zamanla, yapıları daha karmaşık hale gelir, parçalanırlar, nispeten sıcak (100 K) hidrojen ve soğuk yerel kompakt mühürler – çekirdekler – bulut merkezine daha yakın bir dış “kaplama” ile oldukça karmaşık yapılar oluştururlar. Bu bulutlar uzun ömürlü değil, on milyon yıldan fazla değil, ama burada kozmik oranların gizemleri ortaya çıkıyor. Maddenin güçlü, hızlı akışları, yer çekimi etkisiyle daha sıkı bir şekilde karıştırılır, bükülür ve birleştirilir, termal radyasyona karşı opak hale gelir ve ısınır. Böyle bir protostar bulutsunun dengesiz ortamı, bir sonraki seviyeye geçmek için yeterlidir.
Süpernova hipotezi doğruysa, Güneş Sisteminin oluşumuna sadece başlangıçtaki bir itici güç üretti ve doğum ve evriminde daha fazla yer almadı. Bu bakımdan, o, daha önceleri değil, öncekidir. ” Dmitry Vibe
foremother
Dev moleküler bulutun “yıldız beşiği” nin kütlesi, geleceğin Güneş’inin yüz binlerce kitlesiyse, o zaman içinde biriken soğuk ve yoğun protosolar bulutsusu, ondan yalnızca birkaç kat daha ağırdı. Çökmesine neden olan şey hakkında çeşitli hipotezler vardır. En yetkili versiyonlardan biri, örneğin, güneş sisteminin erken saatlerinde kurulan ve yaklaşık 4 milyar yıl sonra yeryüzündeki bilim adamlarının elinde bulunan modern meteoritler olan kondritlerin incelenmesiyle ortaya konmuştur. Meteorlarda bulunur ve magnezyum-26 – alüminyum-26 bozunma ürünü ve nikel-60 – demir nükleus-60 dönüşümlerinin sonucudur. Bu kısa ömürlü radyoaktif izotoplar sadece süpernova patlamasında oluşur. Protosolar bulutun yakınında kaybeden böyle bir yıldız, sistemimizin “anası” olabilirdi. Bu mekanizma bir klasik olarak adlandırılabilir: bir şok dalgası, tüm moleküler bulutu sallar, sıkıştırır ve parçalara ayırmaya zorlar.
Bununla birlikte, süpernova’nın Güneş’in görünüşündeki rolü sıklıkla sorgulanır ve tüm veriler bu hipotezi desteklemez. Diğer versiyonlara göre, protosolar bulut, örneğin, özellikle yüksek parlaklık ve sıcaklığın yanı sıra yüksek bir oksijen, karbon, azot ve çevredeki boşluğu dolduran diğer ağır elementler ile ayırt edilen, yakındaki bir Wolf-Rayet yıldızından gelen malzeme akışının basıncı altında çökebilir. Ancak, bu “hiperaktif” yıldızlar çok kısa bir süre için var olur ve yaşamlarını süpernova patlamaları ile sonlandırırlar.
Bu olaydan bu yana 4,5 milyardan fazla yıl geçti – Evren standartlarına göre bile çok iyi bir zaman. Güneş sistemi galaksinin merkezi etrafında düzinelerce devir yaptı. Yıldızlar dönüyor, doğuyor ve ölüyor, moleküler bulutlar ortaya çıkıyor ve çürüyordu – ve gökyüzündeki sıradan bir bulutun bir saat öncesine ait olduğunu öğrenmenin bir yolu olmadığı gibi, Samanyolu’nun neye benzediğini ve nerede olduğunu söyleyemeyiz. Güneş sisteminin “annesi” haline gelen bir yıldızın kalıntıları kayboldu. Ancak, doğumda, Güneş’in binlerce akrabasının olduğunu söyleyerek az ya da çok güvenle söyleyebiliriz.
kardeşler
Genel olarak galaksideki yıldızlar, özellikle de genç olanlar, neredeyse her zaman yakın yaş ve ortak grup hareketi ile ilgili derneklerin bir parçasını oluştururlar. İkili sistemlerden ve sayısız parlak kümelere, moleküler bulutların “beşiği” nde, toplu üretimde olduğu gibi kolektifler tarafından doğarlar ve birbirlerinden çok uzaklara dağıldıklarında bile, ortak kökeni izlerler. Bir yıldızın spektral analizi, tam kompozisyonunu, eşsiz bir baskıyı, “doğum belgesi” ni bulmayı sağlar. Bu verilerden yola çıkarak, itriyum veya baryum gibi nispeten nadir çekirdeklerin sayısına göre, yıldız HD 162826, güneş gibi aynı “yıldız beşiği” içinde oluşturuldu ve aynı kız kardeş kümesine aitti.
Bugün, HD 162826, yaklaşık 110 ışıkyılı uzaklıkta bizden – Hercules takımyıldızında ve akrabalarının geri kalanı, görünüşe göre, başka bir yerde. Hayat, gökada boyunca eski komşuları uzun süre dağılmış durumda ve sadece çok zayıf kanıtlar kalıyor – örneğin, Kuiper Kuşağı’nda günümüzün güneş sisteminin çevresinde bulunan bazı bedenlerin anormal yörüngeleri. Görünüşe göre, Güneş’in “ailesi”, bir zamanlar tek bir gaz bulutundan oluşan ve yaklaşık 3 bin güneş kütlesinin toplam kütlesinin açık bir kümelenmesiyle birleştirilen 1000 ila 10.000 genç yıldızdan oluşuyordu. Sendikaları uzun sürmedi ve grup, oluşumundan sonra en fazla 500 milyon yıl dağıldı.
çöküş
Çökmenin tam olarak nasıl gerçekleştiğine bakılmaksızın, onu neyin tetiklediğini ve mahallede kaç yıldız doğduğunu göz önüne alarak, daha ileri olaylar hızla gelişti. Yüzbinlerce yıldır, bulut büzülmüş durumda, ki bu da – açısal momentumun korunumu yasasına uygun olarak – rotasyonunu hızlandırdı. Santrifüj kuvvetleri, maddeyi birkaç düzine AU çapa sahip oldukça düz bir diske yaslar. – Dünyadan Güneş’e ortalama mesafeye eşit olan astronomik birimler. Diskin dış alanları daha hızlı soğumaya başladı ve merkez çekirdek daha da sıkıştırıldı ve ısıtıldı. Rotasyon, yeni maddenin merkeze düşmesini yavaşlattı ve gelecekteki güneşin etrafındaki alan temizlendi, daha çok ya da daha az ayırt edilebilir sınırlara sahip bir protostar oldu.
Onun için esas enerji kaynağı hala yer çekiciydi, ancak merkezde ihtiyatlı termonükleer reaksiyonlar başlamıştı. Varlığının ilk 50-100 milyon yılı olan Güneş, henüz tam kapasitede başlamamıştır ve ana dizi yıldızlarının karakteristiği olan hidrojen-1 çekirdeklerinin (protonları) birleşmesi, helyum oluşturmak için oluşmamıştır. Tüm bu zamanlar, T Tauri tipi bir tip olarak gözüküyor: nispeten soğuk, bu yıldızlar çok huzursuz, geniş ve çok sayıdaki noktalarla kaplı, ki bu da etrafındaki gaz ve toz diskini şişiren yıldız rüzgârının güçlü kaynaklarıdır.
Bu diskte yerçekimi, bir tarafta ve merkezkaç kuvvetlerinde ve diğer tarafta güçlü bir yıldız rüzgarı baskısı altında hareket etti. Dengeleri gaz ve toz maddelerinin farklılaşmasına neden oldu. Demir veya silikon gibi ağır elementler, gelecekteki Güneş’ten uzak bir mesafede kalmıştır ve diskin kenarlarına daha uçucu maddeler (esas olarak hidrojen ve helyum, aynı zamanda azot, karbon dioksit ve su) taşınmıştır. Yavaş ve soğuk dış bölgelerde ortaya çıkan parçacıkları birbiriyle çarpıştı ve yavaş yavaş birbirine yapıştı, Güneş sisteminin dış kısmının gelecekteki gaz devlerinin mikroplarını oluşturdu.
Doğum ve benzeri
Bu arada, genç yıldız da rotasyonu hızlandırmaya, küçülmeye ve ısınmaya devam etti. Bütün bunlar maddeyi karıştırdı ve merkeze sürekli bir lityum akışı sağladı. Burada lityum, proton ile füzyon reaksiyonlarına girmeye başladı ve ek enerji salanmaya başladı. Yeni termonükleer dönüşümler başlatıldı ve lityum rezervlerinin neredeyse tükendiği zaman, proton çiftlerinin helyum oluşumu ile birleşmesi çoktan başladı: yıldız “açıldı”. Yer çekiminin basınç etkisi, radyan ve termal enerjinin genişleyen baskısı ile dengelendi – Güneş, klasik bir yıldız haline geldi.
Büyük ihtimalle, bu zamana kadar, güneş sisteminin dış gezegenlerinin oluşumu neredeyse tamamlandı.Bazıları kendileri, hem gaz devlerinin kendilerinden hem de büyük uydularının oluşturulduğu protoplazmik bulutun küçük kopyaları gibiydi. Taşlı gezegenler Merkür, Venüs, Yeryüzü ve Mars, diskin iç bölgelerinin demir ve silikonlarından oluşmuştur. Beşinci olarak, Mars yörüngesinin ötesinde, Jüpiter doğmasına izin vermedi: yerçekiminin etkisi kademeli kütle birikimi sürecini ihlal etti ve minik Ceres sonsuza kadar bir cüce gezegeninin ana asteroit kuşağının en büyük gövdesi olarak kaldı.
Young Sun yavaş yavaş daha fazla iltihaplandı ve daha fazla enerji yaydı. Yıldız rüzgarı sistemden küçük “inşaat döküntüleri” taşıyordu ve kalan büyük bedenlerin çoğu Güneş’in kendisine ya da gezegenlerine düştü. Temizlenen alan, birçok gezegen yeni yörüngeye göç etti ve burada, Dünya’da kararlı hale geldi, hayat ortaya çıktı. Ancak, güneş sisteminin tarihöncesi çoktan bitti, hikaye başladı.