Происхождение Солнечной системы

Солнечная система состоит из 9 планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона (рис. 7). Все пла­неты движутся в одном направлении, в единой плоскости (за исключением Плутона) по почти круговым орбитам. От центра до окраины Солнечной системы (до Плутона) — 5, 5 световых часов. Расстояние от Солнца до Земли 149 млн. км, что составляет 107 его диаметров. Солнечная система совершает один полный оборот вокруг галакти­ческого центра за 180 млн. лет. Скорость движения Солнца вокруг оси галактики—250 км/сек. Ближайшие к Солнцу звезды α -Центавра и Сириус.

Рис. 7. Строение Солнечной системы

Возраст солнечной системы, зафиксированный по древней­шим метеоритам, около 5 млрд. лет. Общепринята гипотеза, по кото­рой Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли, расположенной в окрестностях Солнца.

Первая серьезная попытка объяснить проис­хождение планет Солнечной системы и Земли с научной точки зрения была сделана французским математиком П. Лапласом в 1796 г., хотя несколько раньше Т. Рейн в Англии и И. Кант в Германии предложили свои гипотезы. Кант считал, что планеты образовались из пылевой туманности, со­стоящей из твердых частиц. Согласно теории Лапласа, планеты сформировались из враща­ющегося газового облака, спрессованного под действием собствен­ной гравитации. По мере сжатия облако сбрасывало многочислен­ные кольца, каждое из которых конденсировалось в планету. Так как гипотезы почти не противоречили друг другу, они были объединены в одну под названием гипотезы Канта - Лапласа. Эта гипотеза господствовала в науке в течение всего XIX века и дожила до первых десятилетий XX в.

В начале XX в. получила известность гипотеза английского астронома Дж. Джинса. Согласно его гипотезе, мимо Солнца про­шла когда-то более крупная звезда. Вследствие ее притяжения на Солнце вырвалась громадная струя раскаленного вещества (проту­беранец), образовавшая туманность с отдельными сгущениями. Из этих сгущений впоследствии образовались планеты, вращающиеся вокруг Солнца. В 30-х годах была доказана математическая несос­тоятельность этой гипотезы.

Из гипотез происхождения Солнечной системы также из­вестна электромагнитная гипотеза шведского астрофизика X. Альвена, усовершенствованная Ф. Хойлом. Альвен исходил из пред­положения, что некогда Солнце обладало очень сильным электро­магнитным полем. Туманность, окружавшая светило, состояла из нейтральных атомов. Под действием излучений и столкновений атомы ионизировались. Ионы попадали в ловушки из магнитных силовых линий и увлекались вслед за вращающимся светилом. По­степенно Солнце теряло свой вращательный момент, передавая его газовому облаку.

Слабость предложенной гипотезы заключалась в том, что ато­мы наиболее легких элементов должны были ионизироваться бли­же к Солнцу, атомы тяжелых элементов — дальше. Значит, бли­жайшие к Солнцу планеты должны были бы состоять из наилегчай­ших элементов — водорода и гелия, а более отдаленные—из железа и никеля. Наблюдения говорят об обратном.

Чтобы преодолеть эту трудность, английский астроном Ф. Хойл предложил новый вариант гипотезы. Солнце зародилось в недрах туманности. Оно быстро вращалось, и туманность становилась все более плоской, превращаясь в диск. Постепенно диск начинал то­же разгоняться, а Солнце тормозилось. Момент количества движе­ния переходил к диску. Затем в нем образовались планеты.

Согласно концепции О.Ю. Шмидта, Солнеч­ная система образовалась из скопления межзвездной материи, зах­ваченной Солнцем в процессе движения в мировом пространстве. Солнце движется вокруг центра Галактики, совершая полный обо­рот за 180 млн. лет. Среди звезд Галактики имеются большие скопления газово-пылевых туманностей. Исходя из этого, О. Ю. Шмидт полагал, что Солнце при движении вступило в одно из таких облаков и захватило его с собой. Силой своего притяжения Солнце заставило об­лако вращаться вокруг себя. Шмидт полагал, что первоначальное облако межзвездной пылевой материи обладало некоторым вра­щением, в противном случае его частицы выпали бы на Солнце.

В процессе обращения облака вокруг Солнца мелкие частицы сосредоточивались в экваториальной части. Облако превращалось в плоский уплотненный вращающийся диск, в котором вследствие увеличения взаимного притяжения частиц происходило сгущение. Образовавшиеся сгущения (тела) росли за счет присоединяющихся к ним более мелких частиц как снежный ком. Таким путем образо­вались планеты и обращающиеся вокруг них спутники.

Земля, по мнению О. Ю. Шмидта, также образовалась из холод­ных твердых частиц. Постепенное разогревание недр Земли про­изошло за счет энергии радиоактивного распада, что привело к вы­делению воды и газа, входивших в небольших количествах в состав твердых частиц. В результате возникли атмосфера и океаны, обус­ловившие появление жизни на Земле.