Майже 4,6 мільярда років тому, коли велична хмара пилу та газу почала руйнуватися під дією власної гравітації, було закладено фундамент для формування нашої Сонячної системи. Згодом, із цього хаосу виникла протосонячна туманність, її потужна гравітаційна сила дала початок народженню Сонця, що стало центральним світилом. Однак те, що відбувалося далі, а саме послідовність появи планет, досі залишається об’єктом гарячих дискусій серед науковців, залишаючи багато простору для різноманітних припущень.
Незважаючи на значні досягнення, такі як вдосконалені методи датування органічних матеріалів, виявлених у космосі, численні місії на Місяць – єдине позаземне тіло, на яке ступала нога людини, а також експедиції марсоходів, що досліджують червону планету Марс, планетологи досі не можуть однозначно встановити черговість народження планет у нашій зоряній системі. Окрім самого процесу початкового формування, існує кілька конкуруючих гіпотез, що намагаються пояснити, в якому порядку з’явилися небесні тіла, що обертаються навколо Сонця.
“Це надзвичайно складно — не існує легких способів виміряти час у відкритому космосі”, — пояснив Майкл Меєр, завідувач кафедри астрономії Мічиганського університету, в інтерв’ю Live Science. — “Це найважче завдання в астрономії”. Мічиганський університет, що розташований у США, є одним із провідних дослідницьких центрів, відомим своїми вагомими внесками у космічні науки.
Найбільш поширене пояснення механізму утворення восьми планет нашої Сонячної системи ґрунтується на теорії акреції. Згідно з нею, крихітні частки газу та пилу поступово зіштовхуються та злипаються, набуваючи більшої маси та посилюючи свою гравітаційну силу, що з часом дозволяє їм рости до розмірів планет. Гравітація — це фундаментальна взаємодія, яка притягує об’єкти, що мають масу, один до одного, відіграючи вирішальну роль у формуванні та русі небесних тіл.
Одна із популярних гіпотез, яка приймає акрецію за основу, передбачає, що спочатку, далеко від Сонця, почали формуватися великі газові планети. У міру свого розростання, ці гіганти, зокрема Юпітер, найбільша планета Сонячної системи, рухалися назовні, звільняючи місце для утворення менших, кам’янистих планет земної групи. Ці планети з’явилися ближче до Сонця мільйони років пізніше, що за астрономічними мірками вважається відносно коротким проміжком часу, як зазначає NASA.
“Щоб утворити газового гіганта, потрібен достатній обсяг газу, щоб створити, наприклад, Юпітер”, — каже Меєр. — “Це дає нам жорстку верхню межу часу, необхідного для його формування. Якщо процес не розпочнеться досить швидко, і газ розсіється, то газового гіганта не утвориться. Саме тому ми вважаємо, що газові планети з’явилися першими”.
Проте існує конкуруюча гіпотеза, відома як модель потокової нестабільності, яка пропонує інше пояснення. Дозволяючи планетам набирати масу більш спонтанно, ця теорія припускає абсолютно іншу послідовність подій у народженні космічних тіл.
“Я б стверджував, що, можливо, спочатку сформувалися земні планети, а потім газові гіганти просто перестали утворюватися, коли газу вже не залишилося”, — зазначив Кауе Борліна, доцент кафедри планетарних наук Університету Пердью, в інтерв’ю Live Science. — “Після цього процес перетворився на хаотичне нарощування”. Університет Пердью є одним з найбільших університетів США, відомий своїми інноваційними дослідженнями у різних галузях, включаючи космічні науки.
Визначення віку планет
Науковці продовжують обговорювати, яка з цих теорій найкраще пояснює утворення Сонячної системи. Навіть саме розуміння віку планети не є однозначним і викликає багато питань.
“Існують два різні підходи до визначення віку планети”, — розповідає Гайя Стакі де Куей, планетолог з Массачусетського технологічного інституту (MIT), в інтерв’ю Live Science. Замість того, щоб датувати планету за її походженням, деякі вчені зосереджуються на віці її поверхні. Массачусетський технологічний інститут, розташований у Кембриджі, штат Массачусетс, є одним із найпрестижніших вищих навчальних закладів у світі, відомим своїми передовими дослідженнями та освітніми програмами.
“Я особисто більше думаю про вік поверхні, оскільки поверхні можуть бути як дуже давніми, якщо вони збереглися незмінними, так і дуже молодими, якщо на них досі відбуваються активні процеси”, — пояснює Стакі де Куей, маючи на увазі, наприклад, дію активної тектоніки плит. Тектоніка плит — це геологічний процес, що зумовлює рух великих ділянок земної кори, формуючи гори, викликаючи землетруси та вулканізм.
Одним із методів, які науковці використовують для встановлення віку планети, є підрахунок кратерів на її поверхні. З цього погляду, Земля може вважатися “наймолодшою” планетою, оскільки її поверхня постійно змінюється завдяки активним геологічним процесам. За нею йдуть Венера, з її екстремальними умовами та вулканічною активністю, і Марс, поверхня якого має численні сліди давньої водної активності та метеоритних ударів.
На жаль, обмеження сучасних методів датування планет означають, що вчені можуть лише приблизно оцінити вік кожної з них. І оскільки навіть невелика похибка може скласти мільйони років в історії Всесвіту, дослідники продовжують наполегливо збирати дані, щоб скласти точнішу хронологію космічних подій.
“Якщо ми коли-небудь захочемо отримати повну картину того, як і коли утворювалися планети, зразки відіграють у цьому вирішальну роль”, — наголошує Борліна. — “І хоча з деяких місць отримати зразки складніше, ніж із нашої планети, ми маємо зразки, що зараз чекають на Марсі, і тільки й чекають, щоб ми доставили їх назад на Землю”.
