เรามักพูดถึงระบบสุริยะและจักรวาลที่ประกอบด้วยดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม หลายคนสงสัยว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไรและผ่านกระบวนการอะไรบ้างกว่าจะก่อร่างสร้างตัวและมีลักษณะเฉพาะอย่างในปัจจุบัน
ด้วยเหตุผลนี้ เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร ลักษณะเด่นเป็นอย่างไร และผ่านกระบวนการอะไร
ดาวเคราะห์เกิดขึ้นได้อย่างไร
เชื่อกันว่าดาวเคราะห์หลายดวงก่อตัวขึ้นจาก "เนบิวลาสุริยะ" ซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซและฝุ่นที่เกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ก่อตัวขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากการสะสมของสสารในอวกาศอย่างค่อยเป็นค่อยไป: อนุภาคฝุ่นและก๊าซเริ่มจับตัวกันเป็นก้อน และภายใต้แรงดึงดูดระหว่างกัน พวกมันจะรวมตัวกันเป็นชิ้นส่วนที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไปหลายล้านปี การสะสมนี้จะนำไปสู่สามสิ่ง: เชื่อกันว่าดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นในกลุ่มก๊าซไฮโดรเจนหนาแน่นหลังจากนั้น จานก๊าซจะก่อตัวขึ้นรอบดาวฤกษ์ ซึ่งดาวเคราะห์หินสามารถก่อตัวขึ้นได้จากปฏิกิริยาการชนกันอย่างวุ่นวายของชิ้นส่วนสสารที่สะสมอยู่เป็นจำนวนมาก
เมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น ดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์จะพัฒนาแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรไกลออกไป องค์ประกอบของดาวเคราะห์ชั้นในแตกต่างจากดาวเคราะห์ชั้นนอกอย่างมาก ดาวเคราะห์นอกระบบคืออะไร? เมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น ดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรใกล้ดวงอาทิตย์จะพัฒนาแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรไกลออกไป โลหะหนาแน่นที่ประกอบเป็นหินของดาวเคราะห์ชั้นในเช่น เหล็กและวัสดุหนักอื่นๆ ถูกทิ้งไว้เบื้องหลังความแตกต่างในการก่อตัวนี้สามารถนำมาเปรียบเทียบกับองค์ประกอบของดาวเคราะห์หินที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ได้
ดาวเคราะห์หินเกิดขึ้นได้อย่างไร
ดาวพุธเป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดในระบบสุริยะและอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดนอกจากนี้ยังเป็นดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เร็วที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์เพื่อนบ้าน โดยโคจรด้วยความเร็วเกือบ 48 กิโลเมตรต่อวินาที แรงโน้มถ่วงทำให้สสารรวมตัวกันเป็นกลุ่มเมฆ ซึ่งหลังจากยุบตัวลงก็ก่อตัวเป็นดวงอาทิตย์ อนุภาคที่เหลือจากการยุบตัวของกลุ่มเมฆ ตั้งแต่ชั้นนอกสุดไปจนถึงแกนกลาง ก่อให้เกิดดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ ส่วนอนุภาคที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางที่สุดก็ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์หิน
ตามที่นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มกล่าวไว้ ดาวเคราะห์และดาวฤกษ์อาจก่อตัวขึ้นจากเศษฝุ่นของดวงอาทิตย์เมื่อประมาณ 4,6 พันล้านปีก่อนกระจุกดาวอื่นๆ ถูกบีอัดกลายเป็นเมฆก๊าซขนาดใหญ่ที่ก่อให้เกิดดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะ
ดวงดาวเกิดได้อย่างไร?
ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นในเนบิวลา ซึ่งเป็นกลุ่มเมฆก๊าซขนาดยักษ์ที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่พบมากที่สุดในเอกภพ อาจมีบริเวณที่มีความเข้มข้นของก๊าซสูงกว่าในเนบิวลา ในบริเวณเหล่านี้ แรงดึงดูดของโลกจะแรงกว่า ทำให้มันเริ่มหดตัว
วัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีอยู่มากมายนั้น ส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ดาวฤกษ์ อุกกาบาต ดาวเคราะห์ และดาวบริวารวัตถุทางดาราศาสตร์คือดาวฤกษ์ทั้งหมดที่พบในอวกาศ ดาวหางประกอบด้วยน้ำแข็งและหินเป็นหลัก ในขณะที่ดาวเคราะห์น้อยบางดวงกำเนิดมาจากแถบดาวเคราะห์น้อยซึ่งอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี
ทฤษฎีการก่อตัวของระบบสุริยะ
ทฤษฎีเนบิวลาสุริยะ (ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบัน) เสนอว่าระบบสุริยะก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 4,6 พันล้านปีก่อนเมื่อสสารระหว่างดาวในแขนกังวลของกาแล็กซีทางช้างเผือกควบแน่นและยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง และสสารเหล่านั้นรวมตัวกันเป็นแผ่นดิสก์ที่เคลื่อนที่
ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราแบ่งออกเป็นดาวเคราะห์ชั้นในและดาวเคราะห์ชั้นนอก ดาวเคราะห์ชั้นในซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดเป็นทรงกลมหินแข็งและได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ดาวเคราะห์เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากดาวเคราะห์ชั้นนอก หนึ่งในลักษณะเฉพาะเหล่านั้นคือ อุกกาบาตออร์เกยล์ซึ่งมีโครเมียม-54 (54Cr) ในปริมาณสูงนักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าความเข้มข้นนี้อาจเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ซับซ้อนในดาวฤกษ์ที่เคยมีอยู่ก่อนดวงอาทิตย์ นั่นคือ ก่อนการก่อตัวของระบบสุริยะรวมถึงโลกของเรา
การวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์
ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากจานก๊าซและฝุ่นที่โคจรรอบดาวฤกษ์อายุน้อย เมื่อ "เมล็ดพืช" ของดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น กลุ่มฝุ่นเล็กๆ จะค่อยๆ เพิ่มวัสดุและสร้างร่องรูปวงโคจรในดิสก์ Carlos Carrasco González นักวิจัยจากสถาบัน Radio Astronomy กล่าวว่า "การตีความภาพ HL Tau ที่ ALMA ได้รับมาทำให้เกิดข้อสงสัยมากมาย เพราะ HL Tau ยังเด็กเกินไปที่จะก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ และการค้นหาดาวเคราะห์เหล่านี้ก็ไม่ประสบผลสำเร็จ " .
ภาพถ่ายชุดใหม่ที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศอาร์เรย์ขนาดใหญ่มาก (VLA) ซึ่งมีรายละเอียดมากกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบัน เผยให้เห็นลักษณะที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิด และชี้ให้เห็นถึงคำตอบ: วงแหวนของสสารที่ล้อมรอบฝุ่นดาวฤกษ์วงหนึ่งซึ่งมีความเข้มข้นของมวลมากกว่าโลกถึงสามถึงแปดเท่า อาจเป็นตัวอ่อนของดาวเคราะห์ได้งานวิจัยนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับ กระบวนการ ก่อตัวของดาวเคราะห์ในจักรวาล
คำถามของเวลา
อายุโดยประมาณของ HL Tau อยู่ที่ประมาณ 1 ล้านปีหรือน้อยกว่านั้น เมื่อเทียบกับอายุของดวงอาทิตย์ที่ประมาณ 4.500 พันล้านปี และความจริงที่ว่ามันเป็นดาวฤกษ์อายุน้อยที่ยังไม่ได้เริ่มเผาผลาญไฮโดรเจนที่แกนกลางของมัน
เมื่อดาวฤกษ์มาถึงขั้นนี้ พลังงานรังสีจะทำให้จานรอบดาวฤกษ์สลายไป ป้องกันไม่ให้ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นหากยังไม่เกิดขึ้น กลุ่มฝุ่นที่พบในจานรอบดาวฤกษ์ HL Tau อาจแสดงให้เห็นถึงกลไกการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่เร็วกว่า โดยผ่านการแตกตัวของจานรอบดาวฤกษ์ออกเป็นวงแหวนในขั้นต้น และการก่อตัวของกลุ่มฝุ่นขนาดใหญ่ภายในวงแหวนเหล่านี้ ซึ่งการพัฒนาของกลุ่มฝุ่นเหล่านี้จะเร็วกว่ากลุ่มฝุ่นที่เป็นเนื้อเดียวกัน
การศึกษา VLA ของ HL Tau ที่หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติ (NRAO) ดำเนินการโดยความร่วมมือระหว่างประเทศที่นำโดย Carlos Carrasco González จาก IRyA-UNAM และ Thomas Henning จาก Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) กับ UNAM (เม็กซิโก) , นักดาราศาสตร์จาก MPIA (เยอรมนี), NRAO (สหรัฐอเมริกา) และ CSIC (สเปน) เข้าร่วม
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์และลักษณะของดาวเคราะห์