Ich bin mir nicht sicher, ob dieser Beitrag in das Physik-Fachforum gehört, aber das scheint auch hier zu passen. Ich habe ein Buch über Chemie gelesen und darüber, wie das Universum entstand, mit der Theorie, dass Sterne die meisten der uns bekannten Elemente erschaffen. Ich begann mich zu fragen, wie es dazu kam, dass die Erde um die Sonne kreiste. Ich verstehe, dass wir uns in einem ständigen freien Fall in Richtung Sonne befinden, aber unsere Bewegung führt dazu, dass wir die Sonne "verfehlen", was uns daran hindert, zu verbrennen. Ich bin jedoch verwirrt, wie wir überhaupt in Gang gesetzt wurden. Meine beste Vermutung ist, dass wir von der Schwerkraft der Sonne erfasst und in die Umlaufbahn gebracht wurden, was bedeuten würde, dass die Erde einst ein Meteor war, richtig? Wenn jemand das bitte erklären könnte, wäre es sehr hilfreich, weil ich die Antwort anscheinend nirgendwo finden kann.
Danke schön
PS Ich bin nur ein Neuntklässler, also habe ich nicht viel Wissen in Astrophysik.
Das Bild war vor 20 bis 25 Jahren so viel sauberer. Ich werde das schöne, saubere Bild zuerst präsentieren. Sterne entstehen durch den Gravitationskollaps riesiger interstellarer Gaswolken. Diese Gaswolken haben unvermeidlich einen Nettodrehimpuls ungleich Null. Dies zwingt die Gaswolke, ihre Form von mehr oder weniger kugelförmig zu scheibenförmig zu ändern. (Warum? Das ist eine andere Frage. Stellen Sie sie.)
Während diese protoplanetare Scheibe den wachsenden Protostern weiterhin mit Masse versorgte, bereitete sie auch die Voraussetzungen für die Bildung von Planeten vor. Die Gaswolke bestand hauptsächlich aus ursprünglichem Wasserstoff und Helium, enthielt aber auch schwerere Elemente dank Sternfusion und Supernovae in den Milliarden von Jahren, die der Entstehung unseres Sonnensystems vorausgingen.
Diese schwereren Elemente verhalten sich ganz anders als Wasserstoff und Helium. Sie haben Chemie. Die Planeten begannen als mikroskopisch kleine Massenklumpen dieser schwereren Elemente, die chemisch miteinander verbunden waren. Diese mikroskopisch kleinen Klumpen kollidierten gelegentlich und bildeten schließlich größere Masseklumpen. Diese größeren Klumpen wiederum kollidierten miteinander und bildeten noch größere Masseklumpen. Schließlich wurden die Klumpen groß genug, dass sie gravitativ wechselwirkten und sie noch größer werden ließen. Dieser Prozess setzte sich fort und bildete schließlich Protoplaneten und dann Planetenembryos und schließlich Planeten.
Die Temperatur in der protoplanetaren Scheibe war in der Nähe des sich bildenden Protosterns hoch, fiel jedoch mit zunehmender Entfernung vom Protostern steil ab. Flüchtige Stoffe wie Wasser, Ammoniak, Methan und Kohlendioxid werden irgendwann steinhart. Dies ist die Eisgrenze, auch bekannt als Schneegrenze oder Frostgrenze. Asteroiden innerhalb der Umlaufbahn von Ceres neigen dazu, felsig zu sein. Asteroiden außerhalb der Umlaufbahn von Ceres sind in der Regel eisig.
Planeten, die sich außerhalb der Eislinie bilden, können sehr schnell wachsen und dann sehr, sehr groß werden. Das Material, aus dem die protoplanetare Scheibe besteht, umkreist den wachsenden Protostern dank des Drucks all dieses Materials in der Scheibe mit einer anderen als der von Keplers Gesetzen vorgeschlagenen Geschwindigkeit. Dank des Quadratwürfelgesetzes sind größere Objekte diesem Druck nicht so stark ausgesetzt. Diese größeren Objekte umkreisen mit einer keplerschen Geschwindigkeit. Planeten, die sich außerhalb der Eisgrenze bilden, wachsen sehr schnell und wirbeln dann Gas und Eis auf, weil sie mit einer anderen Geschwindigkeit umkreisen als die unmittelbare Umgebung. Das Ergebnis sind Gasriesen wie Jupiter und Saturn und weiter draußen Eisriesen wie Uranus und Neptun. Planetenwachstum ist ein viel schwierigerer Prozess und ein viel langsamerer Prozess innerhalb der Eislinie. Deshalb Merkur, Venus, die Erde,
Das ist das hübsche Bild. Das nicht so schöne Bild:
Warum sind Merkur und Mars so viel kleiner als Venus und die Erde?
Simulationen legen nahe, dass die Gesteinsplaneten alle mehr oder weniger gleich groß sein sollten. Das ist in unserem eigenen Sonnensystem nicht der Fall, geschweige denn anderswo.
Wie könnten sich Uranus und Neptun gebildet haben?
Simulationen können Uranus und Neptun nicht in ihren aktuellen Entfernungen von der Sonne nachbilden. Das Material in der protoplanetaren Scheibe hätte in diesen Entfernungen zu spärlich sein müssen, um große Planeten zu bilden.
Viel, viel schlimmer, was hat es mit all den seltsamen Exoplaneten auf sich, die Wissenschaftler gefunden haben?
Wissenschaftler haben jupitergroße Objekte gefunden, die sehr nahe um ihre Sonne kreisen, neptungroße Objekte, die dort kreisen, wo sich nach dem einfachen Modell nur Gesteinsplaneten bilden würden, und Planeten in stark geneigten (und manchmal rückläufigen) Umlaufbahnen, die keinen Sinn ergeben.
Diese Simulationen (die sehr gut geworden sind) und die Fülle von Exoplaneten haben die Theorie der Planetenentstehung zurück in die „das ist lustig“-Phase gedrängt. („Der aufregendste Satz in der Wissenschaft, der neue Entdeckungen ankündigt, ist nicht „Heureka!“, sondern „Das ist lustig …“, ein Zitat, das weithin Isaac Asimov zugeschrieben wird.)
Früher gab es auf der Erde viele, viele Asteroiden und Meteoriten. Die größeren Asteroiden zogen Meteoriten und kleinere Asteroiden mit sich, stürzten mit ihnen ab und bündelten sich zu einem immer größeren Klumpen, der schließlich so schwer wurde, dass sich das Gestein unter dem Druck wie eine Flüssigkeit verhielt und die ordentliche Kugel bildete, die die Erde jetzt ist.
Dass alle Trümmer bereits die Sonne umkreisten, als das geschah; Einiges davon kam von außerhalb des Sonnensystems, aber das meiste war nur ein Nebel aus Gasen und anderer Materie, die in das aktuelle Sonnensystem eindrang.
Was "fallen und fehlen" betrifft ... das ist eine halbgenaue Beschreibung der Orbitalmechanik. Unter Berücksichtigung der Distanzen ist das „Verfehlen“ des Zentralkörpers eigentlich recht einfach; Schauen Sie nachts in den Himmel - einige der helleren Sterne sind tatsächlich andere Planeten in unserem System. Das ist es - diese winzigen Punkte. Die Sonne ist hell, aber sie ist auch winzig am Himmel. Es gibt viel Platz zum "Verfehlen" und anstatt abzustürzen, auf einer elliptischen Flugbahn um den zentralen Körper herumzufliegen - daran vorbeizufliegen, schneller, wenn Sie in der Nähe sind, und dann "um die andere Seite" ausgeworfen zu werden, um langsamer zu werden. und wegfliegen, nur um auf demselben (fehlenden) Weg zurückzukehren.
Nun ... wie kommt es, dass die Umlaufbahnen der Erde und der meisten Planeten keine länglichen Ellipsen sind, wie es bei den meisten sich zufällig bewegenden Objekten im Gravitationsfeld üblich ist - sondern ziemlich nahe Kreise -, das ist ein Thema für eine andere Frage und eine längere Debatte.
Planetensysteme entstehen aus Gas- und Staubwolken .
Die Schwerkraft der Masse der Wolke hält sie zusammen; Der dichteste Teil im Zentrum der Wolke kollabiert, bis er dicht genug ist, um die Kernfusion zu beginnen, und verwandelt sich in einen Stern.
Dinge weiter draußen kollidieren zufällig und bleiben hängen, bis einige von ihnen groß genug werden, um eine signifikante eigene Schwerkraft zu haben. Wenn diese "Planetensimals" miteinander kollidieren, werden ihre Umlaufbahnen im Durchschnitt kreisförmiger. Nach Milliarden von Jahren davon endet man mit relativ wenigen Körpern in nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen: den Planeten eines Sonnensystems.
Das Einfangen von Körpern, die von außerhalb des Sonnensystems kommen, kommt vor, aber die Bildung aus einer protostellaren Gaswolke ist die üblichere Art und Weise, wie Planeten entstehen.
Die Nizza-Theorie der Planetenentstehung:
Erstellt in Nizza, Frankreich
Antwortet auch auf das nicht so schöne Bild (bis auf Planet 9). Am Anfang saugte die Sonne als Protostern Masse aus einem Nebel auf und wurde zu einem sich schnell drehenden Stern. Die Materie flachte zu einer Scheibe ab (Warum? Siehe Warum sind einige Galaxien flach .) Die Nizza-Theorie erklärt das späte schwere Bombardement, nachdem die meiste Materie bereits zusammengewachsen war.
Der Grand-Tack
Vor etwa 5 Milliarden Jahren ereignete sich das späte schwere Bombardement, als Jupiter und Saturn in eine starke Resonanz traten, die sie näher an die Sonne brachte. Dabei wurden im äußeren Sonnensystem noch vorhandene Eistrümmer nach innen in das innere Sonnensystem gezogen. Dies führte zu einem echten "Grand Attack" auf das innere Sonnensystem.
Der große Angriff
Der Große Angriff geschah, nachdem Jupiter aus der Resonanz herausgekommen war und ihn (und Saturn) zurück in das äußere Sonnensystem geschleudert hatte. Die Trümmer, die es in das Sonnensystem schleppte, schlossen sich in Schwärmen von Trümmern ein, die jeder Supererde genug Energie entzogen hätten , um sie in die Sonne zu ziehen. Die verbleibenden Trümmer verschmolzen zu den vier Planeten des inneren Sonnensystems.
Der Rest der Theorie stimmt mit dem überein, was alle anderen bereits sagen
Was hat es mit all den seltsamen Exoplaneten auf sich, die Wissenschaftler gefunden haben?
Wenn ich irgendwelche Fehler in Konventionen gemacht habe, sagen Sie es mir bitte. Wir Sechstklässler sind sehr unerfahren auf StackExchange.
Kim Halter
BenutzerLTK