Как се формира Юпитер - обяснение за децата

Как се появи Юпитер: описание на раждането на планетата за деца със снимка, рисунка на образуването на Слънчевата система от мъглявина, защитник на Земята от комети и астероиди.

За най-малките трябва да се знае, че докато учените са в състояние да надникнат дълбоко в космоса, те все още не са решили как се формират обектите. Винаги е интересно да се разбере как изглежда историята на Юпитер. Това ще изисква обяснете на децата, че сега има две основни теории.

Първият е нарастването. Той работи чудесно за малки обекти, но се сблъсква с препятствия, когато става въпрос за Юпитер. Втората е нестабилността на диска, което обяснява появата на гиганти. Изследователите не спират да учат, за да намерят най-сигурния начин.

По маса Юпитер надвишава сумата на всички планети с 2,5 пъти, така че играе важна роля в еволюцията на цялата система. Новите теории за историята на Юпитер предполагат, че планетата се е движила и е запалила материал. Може би нейното движение е повлияло на творението Марс, както и бомбардиране на скалисти планети.

Нарастване на ядрото

може би, деца вече неведнъж сме чували, че Слънчевата система произхожда от прашна и газова мъглявина, образувана преди 4,6 милиарда години. Да се обяснете на децата целия процес, трябва да запомните силата на гравитацията, която по време на въртене започна да унищожава материала. Големи отломки се изтегляха в центъра и образуваха Слънцето.

С появата на главната звезда материалът започна да се уплътнява около нея. Малки отломки се сливали с други, докато започнали да се появяват големи предмети. Слънчевият вятър отнесе леките елементи и заобиколи тежките, поради което се образуваха скалистите планети. Но с течение на времето ветровете намаляват натиска върху леките елементи, позволявайки им да се обединят в газови гиганти, както и астероиди, комети и спътници.

Родители или учители в училище, разказвайки историята на Юпитер, може да даде примери за екзопланети. Учените са разглеждали тези обекти дълго време и са разбрали, че те потвърждават теорията за акрецията. Астрономите използват специален термин - "метали", за да обяснят "металичност". Това са елементи, различни от водород и хелий. Оказа се, че звездите с голямо количество метали в сърцевините си имат предимно гиганти, а не по-малките си „братя“. НАСА вярва, че нарастването предполага, че по-малки скалисти светове трябва да бъдат открити в по-голям брой от гигантските.

Например през 2005 г. те откриха гигантска планета с масивно ядро. Тя обикаля около слънчева звезда HD 149026, което доказва, че екзопланетата е спомогнала за укрепване на теорията за аккрецията. Това беше потвърдено от астронома Грег Хенри.

През 2017 г. Европейската космическа агенция ще изпрати сателита CHEOPS, който ще изследва екзопланети с размери от суперземли до Нептун. Тези данни ще ви помогнат да разберете по-добре как е формирана нашата система.

Ако следваме сценария за акреция, тогава планетарното ядро трябва да нарасне до критична маса и едва тогава изтичането на газ се ускорява. Основният фактор при добавянето на критична маса е скоростта, с която растат планетезималите.

Нестабилен диск

Акрецията работи чудесно за земните планети, но ако е така, гиганти като Юпитер могат да се развият твърде бързо и да привлекат по-голямата част от леките газове. Но никой модел не може да обясни толкова бързо формиране. Процесът щеше да отнеме няколко милиона години повече, когато леките газове бяха далеч извън обсега. Акрецията също е принудена да се сблъска с проблема с миграцията: детските планети за кратък период от време са привлечени Към слънцето.

Така че е важно да се даде обяснение теория на нестабилността на диска за деца. Според нея прахът и газът са били свързани в ранните етапи на нашата система. Постепенно те се превърнаха в огромна планета. Такива планети биха били създадени много по-бързо, отколкото при варианта на акреция (понякога само за 1000 години), което би им позволило да привличат леки газове. Нещо повече, те успяват бързо да натрупат необходимата маса, за да не попаднат в смъртоносните лапи на Слънцето.

Както при всички планети, постоянните сблъсъци повишиха температурата на Юпитер. Плътните материали потъват по-близо до центъра и образуват сърцевината. Някои учени вярват, че това може да е гореща течна топка, а други, че е твърда скала, 14-18 пъти по-голяма от нашата планета.

Натрупване на камъчета

Най-големият проблем с натрупването на ядрото е, че газовите гиганти трябва да се образуват достатъчно бързо, за да привлекат по-леки компоненти. Трябва обаче обяснете на децата, че наскоро имаше изследвания за това как обекти с размер на камъчета се сливат и създават гиганти 1000 пъти по-бързо от предишните теории.

Това е първият модел, при който всичко започва с проста структура в слънчевата мъглявина, от която се създават планети, а след това и гиганти. Изследователите Андрес Йохансен и Мишел Ламбрехтс се върнаха към тази теория през 2012 година. Те предположиха, че малките камъчета може да са ключът към бързото формиране на гигантски планети.

Деца трябва да разберете, че в миналото малки камъчета не са били взети под внимание, вярвайки, че те не засягат нищо. Но новите модели показват, че дори от такава трохичка може да порасне истински чудовище. Докато предишните симулации демонстрираха как средни и големи тела привличат малки камъни с постоянна скорост, новата показва, че големи обекти са действали като хулигани и са принуждавали да изтеглят камъни от други тела.

Оказва се, че по-големите тела са разпръснали по-малките, които също са разпръснали тези парчета, докато малките изобщо достигнат състоянието на отломки под формата на камък с камъчета. Голям обект, като че ли, се подиграва на малки, за да поеме всички камъчета и да формира ядрото на гигант.

Танцуващи планети

Важно обясни на най-малките деца, че първоначално учените вярвали, че планетите са се образували на мястото, където ги виждаме днес. Но откриването на екзопланети показва, че световете могат да променят местообитанията си. Първите екзопланети бяха "горещи Юпитери". Това са гиганти с горещ газ, по-големи от Юпитер, които обикалят около звездата за няколко дни или часа. Те не могат да се образуват in situ, тъй като високата температура не позволява на водорода и хелия да се събират. Тогава изследователите осъзнаха, че някои газови гиганти мигрират из Вселената.

Графично изображение на екзопланета, така нареченият горещ Юпитер, който се е приближил твърде близо до своята звезда в космическата суматоха

Деца може да не знае, но нашата система страда от „малкия проблем на Марс“. Моделите на планетарни формации биха могли да отчетат правилния размер и положение на всички планети, но нито една не успя да включи Марс. Следователно навсякъде е било необходимо да се създаде по-малък свят в марсианска орбита.

През 2011 г. се появи моделът Grand Tack. В него Юпитер се премести навътре към звездата и разпръсна материал. В крайна сметка клъстерът се премести там, където сега минава Марс (разстояние 1,5 пъти по-голяма от орбитата на Земята).

Останал сам, Юпитер може да си проправи път във вътрешната слънчева система. Но тук Сатурн го накара да се обърне и двете планети се установиха в новите си орбити.

Страхотен съсед

Тъй като Юпитер е роден толкова рано, той е бил предопределен да играе ключова роля за формирането на всички останали. Неговата огромна маса може да накара по-малките планети да променят своя курс, като ги изпращат по-близо до Слънцето или ги отблъскват по-далеч. Същото се случи и с комети и астероиди.

Освен това Юпитер все още поема задълженията на главния земен защитник. Но преди нещата можеха да бъдат напълно различни. Първоначално е можело да изхвърли гигантска буря от материали, която е ударила земните планети. А някои не издържаха на такъв наплив и напуснаха границите Слънчева система. В системи без планети като Юпитер въздействието е по-слабо, но продължава през цялото съществуване на планетите. И факт е, че повечето от камъните са заседнали в околосоларна орбита и няма да се преместят встрани без гигантска планета. Сега сте отворили не само историята на Юпитер, но и разбирането за това каква роля би могъл да играе газовият гигант на Слънчевата система за Земята.