Fizyka Smoleńska
Piszę o rzeczach pięknych: fizyce, lotnictwie, wszechświecie i superkomputerach. I o smutnych: wyjaśniam katastrofę smoleńską, odsłaniam manipulacje oszustów politycznych i nieuków, tworzących pseudonaukę o nazwie "fizyka smoleńska".
107 obserwujących
74 notki
837k odsłon
1589 odsłon

Piękna fizyka: Powstawanie układów planetarnych

A. Artymowicz "Mgławica", 2008, olej + żwir krzemianowy, 65 x 75
A. Artymowicz "Mgławica", 2008, olej + żwir krzemianowy, 65 x 75
Wykop Skomentuj33

Dzięki uprzejmości red. Marka Oramusa, przedstawiam Państwu jeden z rozdziałów (Rozmowa 8) wydanej pod koniec 2018 r. jego książki "Na niebie i Ziemi". Grupuje tam 27 wywiadów z uczonymi polskimi różnych specjalności (m.in. Paczyński, Wolszczan, Udalski i in.). Książka jest bardzo interesująca, mimo że ja tam figuruję. Dodałem tu jedynie ilustracje, których nie było w orginalnym wywiadzie.

https://wydawnictwofronda.pl/ksiazki/na-niebie-i-ziemi


                                  BILARD  GRAWITACYJNY

                                 prof. Paweł Artymowicz, astrofizyk


image
Ten potwierdzony niedawno schemat powstawania gwiazd wraz z planetami był proponowany kilka razy w dziejach nauki, po raz pierwszy przez atomistów jońskich (żyjących po inwazji Persów w trackiej Abderze) dwa i pół tysiąca lat temu.      (rys.: pantacake.com)


- Czy obłok, z którego mają  powstać gwiazdy i planety, musi wykazywać jakieś specjalne cechy?

- To nie musi być jakiś szczególny obłok; istotne, żeby był w wytrącony z równowagi hydrostatycznej i choć trochę się obracał. Jeżeli obłok nie wykazuje rotacji, wówczas nie powstanie tam układ planetarny, przynajmniej w znanej nam postaci. W układach planetarnych większość masy jest skupiona w gwieździe, ale większość momentu pędu to ruch planet. Dysk, z którego powstaliśmy, miał na początku więcej momentu pędu niż mają obecne planety, ale sam proces tworzenia się wczesnego tzw. pseudo-dysku, jego ewolucja jeszcze przed powstaniem planet, usunęła dużą część momentu pędu dzięki siłom magnetycznym. Linie pola magnetycznego przenikają kurczący się dysk i odbierają moment pędu centralnej części dysku, przesyłając go na zewnątrz. Centralna część tworzy protogwiazdę, a otaczający ją dysk osiąga równowagę między przyciąganiem protogwiazdy a siłą odśrodkową, tzw. rotację keplerowską. Aby otrzymać Układ Słoneczny, trzeba więc aby początkowy obłok się obracał, co dla dużego obiektu przed kolapsem jest zupełnie naturalne. Obłoki oddziałują ze sobą, występuje też rotacja całego dysku galaktycznego.
Wszystkie układy planetarne powstają w ten sam sposób: najpierw tworzy się wspomniana wyżej protogwiazda, ale nie jako obiekt sferyczny, tylko właśnie jako sfera plus dysk, przez który materia spływa na rodzącą się gwiazdę. To, co pozostaje z dysku, posłuży do zbudowania planet. Planety są produktem ubocznym powstawania gwiazd. Kiedyś to była tylko teoria, zresztą niesłychanie stara - o wielkim obracającym się wirze utworzonym ze spadających z oddali atomów, turbulentnym w środku, z którego powstała Ziemia i planety. Tak mówili Leukip i Demokryt w Abderze prawie 2500 lat temu. Najnowsze obserwacje potwierdziły najstarszą teorię: sto procent gwiazd powstaje z udziałem dysków!

image

Mgławica Orła, obszar tworzenia nowych gwiazd i planet w gwiazdozbiorze Węża(źr.: Hubble ST, NASA)

- Jaki impuls inicjuje powstanie najpierw gwiazdy, a potem jej planet? Skąd obłok „wie”, że już przyszedł na to właściwy czas? Czy powoduje to grawitacja, czy jakiś czynnik zewnętrzny?

- Układy planetarne powstają z najgęstszych części ciemnych obłoków molekularnych, czyli zimnego, rozrzedzonego gazu, który zawiera głównie molekuły H2, atomy helu i pył. Taki obiekt znajduje się w przybliżonej równowadze między grawitacją, która stara się go skupić, a ciśnieniem gazu, większym w środku obłoku i mniejszym na zewnątrz. Ciśnienie, a raczej jego różnice, starają się rozprężyć obłok. Druga sprawa: w części obłoku występują ruchy turbulentne, nadające energię kinetyczną, która działa podobnie jak ciśnienie – stara się rozprężyć obłok. Te parametry są mierzone podczas obserwacji obłoków – widać, że pomiędzy grawitacją a pozostałymi przeciwdziałającymi jej czynnikami istnieje mniej więcej równowaga. Coś powoduje, że z takich obłoków czasem tworzą się gwiazdy: albo zmniejszenie temperatury, albo wzrost gęstości i masy. Jedną z ważniejszych przyczyn jest przejście przez ramię spiralne Galaktyki – w tych właśnie miejscach obłoki znajdują się bliżej siebie, zaczynają się częściej ze sobą zderzać, a w rezultacie przekraczają czasem masę stabilną. Również ciśnienie okolicznego gazu wokół nich rośnie i to może spowodować zaburzenie równowagi. Grawitacja wygrywa z innymi formami energii w obłoku. To jest powód, że obłoki kolapsują, czyli zapadają się grawitacyjnie.
Jak się ostatnio okazało, nie jest to jednak zjawisko efektywne. Materiału w tych obłokach nie brakuje, ale nawet w obszarach tworzenia gwiazd tylko kilka procent spośród nich ulega na tyle silnym zaburzeniom, aby wytworzyć gwiazdy. Dlatego czasem przydaje się pomoc od nowo utworzonych gwiazd albo od gwiazd umierających, np. w formie wybuchów supernowych. Młode, powstające gwiazdy wysyłają bipolarne (dwubiegunowe) strugi materii i wiatr gwiezdny, które mogą zaburzać obłok, a supernowe powodują fale uderzeniowe i dostarczają do obłoku dodatkowo izotopy radioaktywne, np. 26Al,  które mogą się przydać tworzącym się gwiazdom i planetom, m.in. rozgrzewając nowo utworzone obiekty. Po tym jak po liniach papilarnych możemy dochodzić, jakie gwiazdy wpłynęły na kolaps naszego obłoku.

Wykop Skomentuj33
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale Technologie