Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Протопланета

Рецензированная статья
Сохранившаяся протопланета (4) Веста

Протоплане́та — это планетарный эмбрион, молодая планета, в протопланетных дисках подвергающаяся аккреции более мелкими кусками космических пород. Протопланеты образовались из планетезималей километровых размеров, гравитационно притягивавшихся и сталкивавшихся друг с другом. В соответствии с теорией формирования планет, протопланеты вносили небольшие возмущения в орбиты друг друга и в результате сталкивались, постепенно образуя крупные планеты[1][2][3].

Существует гипотеза, которая гласит, что Земля была образована вследствие столкновения двух протопланет[4]. Другая гипотеза, развиваемая Б. Л. Личковым, подразумевала, что планета появилась в про­цес­се пре­вра­ще­ния круп­но­го ас­те­рои­да (про­то­пла­не­ты)[5].

Науке известны лишь 3 сохранившиеся протопланеты в Солнечной системе — (1) Церера, (4) Веста и 2 Паллада[2][6].

Возникновение

Согласно гипотезе планетезималей, выдвинутой В. С. Сафроновым в СССР и Молтоном с Чемберленом в США, при формировании планетной системы существует протопланетный диск с материалами туманностей, из которых происходит система. Этот материал постепенно стягивается под действием силы тяжести, образуя небольшие куски. Эти куски становятся всё больше и больше, пока не образуют планетезимали. Некоторые из растущих планетезималей впоследствии становятся протопланетами. Некоторые протопланеты продолжают сталкиваться и расти, пока не образуют планеты, в то время как другие остаются такого же размера. Их видоизменение зависит от величины — известные протопланеты, вероятно, сохранили свой вид со времен формирования Солнечной системы благодаря размерам, в отличие от меньших протопланет, сформировавших планеты[7][3][8].

Поскольку газовые гиганты представляют собой газовые шары с жидким ядром, может показаться невероятным, что они были сформированы астероидоподобными объектами — планетезималями или протопланетами. Так, планетезимали сформировали ядро ​​газообразных планет, которое расплавилось, когда было создано достаточно тепла[7].

По мере превращения протопланет в планеты, их недра плавились из-за гравитационного воздействия и столкновений. Там, где недра расплавились, состав планет изменился. Более тяжёлые химические элементы и соединения опускались к центру, образуя ядра планет, а более легкие — поднимались на поверхность. Этот процесс называется планетарной дифференциацией и объясняет, почему планеты имеют тяжелые ядра. Астрономы обнаружили, что некоторые астероиды дифференцировались, поэтому их ядра тяжелее поверхности[3].

Солнечная система

Предполагается, что столкновения планетезималей породило несколько сотен планетарных эмбрионов. Такие зародыши были похожи на Цереру и Плутон: их масса составляла 1022 — 1023 кг, а диаметр — несколько тысяч километров. На протяжении миллионов лет они сталкивались друг с другом, в результате чего их размер увеличивался, а количество уменьшалось. Детали этого процесса неизвестны, но его делят на три стадии (три поколения протопланет, где первое — наименьшие по размеру объекты, третье — наибольшие). В конце концов осталось лишь несколько зародышей планет, которые, столкнувшись, соединились в полноценные планеты[6].

Существует три главных подхода к определению возникновения планет земной группы[9]:

  • С течением времени планеты в Солнечной системе нарастили свою массу, собирая планетезимали и метеориты, чтобы достичь современных размеров. Этот процесс привел к образованию внутренней структуры планет, включая ядро, мантию и кору (хотя не все планеты имеют такое разделение). Кроме того, считается, что планеты земной группы, находящиеся ближе к Солнцу, имеют меньшее количество водорода и гелия из-за рассеяния газа протопланетного диска под воздействием солнечного излучения и солнечного ветра до снеговой линии.
  • Сначала планеты земной группы формировались по образу и подобию газовых гигантов, но затем под воздействием Солнца они утратили свои газовые оболочки, которые были рассеяны. В результате этого железокремниевые ядра этих протопланет-гигантов преобразовались в отдельные планеты небольших размеров. Разделение на железные ядра и прочные силикатные оболочки предотвратило их взрывной распад.
  • Воздействие Юпитера и Сатурна на становление планет земной группы проявилось тем, что эти газовые гиганты удержали большую часть газа и сдвинули планетезимали ближе к Солнцу. Благодаря этому планеты земной группы смогли собрать вокруг себя всю необходимую массу[9].

Модель ударного формирования Луны предполагает, что Луна сформировалась при колоссальном столкновении гипотетической протопланеты Тейи с Землёй в ранней истории Солнечной системы[4].

Открытые протопланеты

В Солнечной системе насчитывают три протопланеты — (1) Церера, (4) Веста и 2 Паллада[6][2]. Некоторые астрономы также относят к протопланетам и карликовые планеты пояса Койпера[8].

В 2013 году было проведено наблюдение протопланеты, формирующейся в газопылевом облаке звезды HD 100546. Предполагается, что в будущем она будет подобна Юпитеру[10].

В 2022 году открыта протопланета AB Aur b, находящаяся в системе AB Возничего[11].

См. также

Примечания

  1. ↑ Космогония. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  2. ↑ 1 2 3 2 Pallas, the Asteroid with Protoplanetary Attitude: Big Pic. Discovery News. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  3. ↑ 1 2 3 Protoplanets. Universe Today. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  4. ↑ 1 2 Rothery D. A., Gilmour I., McBride N., Anand M., 2018, с. 56.
  5. ↑ Личков Борис Леонидович. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  6. ↑ 1 2 3 Rothery D. A., Gilmour I., McBride N., Anand M., 2018, с. 57.
  7. ↑ 1 2 Planetesimals. Universe Today. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  8. ↑ 1 2 Protoplanet frozen in time. NBC News. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  9. ↑ 1 2 [https://www.socionauki.ru/upload/socionauki.ru/book/files/big_his_2/096-111.pdf Образование системы протопланет]. Соционауки. Дата обращения: 8 ноября 2023.
  10. ↑ The Birth of a Giant Planet? ESO. Дата обращения: 8 ноября 2023. Архивировано 17 мая 2019 года.
  11. ↑ UV-Optical Emission of AB Aur b is Consistent with Scattered Stellar Light. Cornell University. Дата обращения: 8 ноября 2023.

Литература

Источник — https://ru.ruwiki.ru/w/index.php?title=Протопланета&oldid=1194042930