Формирование и эволюция Солнечной системы - Formation and evolution of the Solar System

Художественная концепция протопланетный диск

Формирование и эволюция Солнечная система началось 4.5 миллиард лет назад с гравитационный коллапс небольшой части гиганта молекулярное облако.[1] Большая часть разрушающейся массы собралась в центре, образуя солнце, а остальные расплющились в протопланетный диск из которых планеты, луны, астероиды, и другие небольшие тела Солнечной системы сформирован.

Эта модель, известная как небулярная гипотеза был впервые разработан в 18 веке Эмануэль Сведенборг, Иммануил Кант, и Пьер-Симон Лаплас. В его последующем развитии были переплетены различные научные дисциплины, в том числе астрономия, химия, геология, физика, и планетология. С самого начала космическая эра в 1950-х годах и открытие внесолнечные планеты в 1990-е годы модель подвергалась сомнению и дорабатывалась с учетом новых наблюдений.

Солнечная система претерпела значительные изменения с момента своего первоначального образования. Многие луны образовались из дисков из газа и пыли, вращающихся вокруг своих родительских планет, в то время как другие луны, как полагают, сформировались независимо и позже были захвачены их планетами. Третьи, такие как Земля Луна, может быть результатом гигантские столкновения. Столкновения между телами происходили непрерывно до наших дней и играли центральную роль в эволюции Солнечной системы. Положение планет могло измениться из-за гравитационного взаимодействия.[2] Этот планетарная миграция теперь считается, что он был ответственен за большую часть ранней эволюции Солнечной системы.

Примерно через 5 миллиардов лет Солнце остынет и расширится во много раз своего нынешнего диаметра (станет красный гигант ), прежде чем сбросить его внешние слои в виде планетарная туманность и оставив после себя звездный остаток, известный как белый Гном. В далеком далеком будущем гравитация проходящих мимо звезд будет постепенно уменьшать количество планет Солнца. Некоторые планеты будут уничтожены, другие выброшены в межзвездное пространство. В конечном итоге в течение десятки миллиардов лет, вполне вероятно, что Солнце не останется ни с одним из первоначальных тел на орбите вокруг него.[3]

История

Основная статья: История образования Солнечной системы и гипотезы эволюции
Пьер-Симон Лаплас, один из создателей небулярной гипотезы

Идеи о происхождении и судьбе мира восходят к самым ранним известным писаниям; однако почти все это время не предпринималось попыток связать такие теории с существованием «Солнечной системы» просто потому, что обычно не считалось, что Солнечная система в том смысле, в котором мы ее сейчас понимаем, существует. Первым шагом к теории образования и эволюции Солнечной системы было всеобщее признание гелиоцентризм, что поместило Солнце в центр системы и земной шар на орбите вокруг него. Эта концепция развивалась тысячелетиями (Аристарх Самосский предложил это еще в 250 г. до н.э.), но не получил широкого распространения до конца 17 века. Первое зарегистрированное использование термина «Солнечная система» датируется 1704 годом.[4]

Действующий стандарт теория для формирования Солнечной системы небулярная гипотеза, завоевал популярность и потерял популярность с момента его формулирования Эмануэль Сведенборг, Иммануил Кант, и Пьер-Симон Лаплас в 18 веке. Наиболее существенной критикой гипотезы была ее очевидная неспособность объяснить относительное отсутствие у Солнца угловой момент по сравнению с планетами.[5] Однако с начала 1980-х годов исследования молодых звезд показали, что они окружены прохладными дисками из пыли и газа, в точности как предсказывает небулярная гипотеза, что привело к ее повторному принятию.[6]

Понимание того, как ожидается дальнейшее развитие Солнца, требовало понимания источника его силы. Артур Стэнли Эддингтон подтверждение Альберт Эйнштейн с теория относительности привело к его осознанию того, что энергия Солнца исходит из термоядерная реакция реакции в его ядре, превращающие водород в гелий.[7] В 1935 году Эддингтон пошел дальше и предположил, что в звездах могут образовываться и другие элементы.[8] Фред Хойл разработан на этой предпосылке, утверждая, что эволюционирующие звезды называли красные гиганты создал много элементов в их ядрах тяжелее водорода и гелия. Когда красный гигант наконец сбросит свои внешние слои, эти элементы будут переработаны, чтобы сформировать другие звездные системы.[8]

Формирование

Смотрите также: Небулярная гипотеза

Пресолнечная туманность

Гипотеза туманностей гласит, что Солнечная система образовалась в результате гравитационного коллапса осколка гигантского холода. молекулярное облако подвергается воздействию солнечных ветров, несущих частицы, становящиеся магнитно заряженными.[9] Облака было около 20парсек (65 световых лет) в поперечнике,[9] в то время как фрагменты были примерно 1 парсек (три с четвертью световых лет ) через.[10] Дальнейшее схлопывание осколков привело к образованию плотных ядер размером 0,01–0,1 парсек (2000–20 000Австралия ) по размеру.[а][9][11] Один из этих разрушающихся фрагментов (известный как пресолнечная туманность) сформировал то, что стало Солнечной системой, как интенсивность вращающейся гравитационной силы, вызванной взаимодействием и созданным там магнитным полем.[12] Состав этой области с массой чуть больше массы Солнца (M☉ ) было примерно таким же, как у Солнца сегодня, с водород, вместе с гелий и следовые количества литий произведено Нуклеосинтез Большого взрыва, составляя около 98% его масс. Остальные 2% массы состояли из более тяжелые элементы которые были созданы нуклеосинтез в более ранних поколениях звезд.[13] В конце жизни этих звезд они выбросили более тяжелые элементы в межзвездная среда.[14]

Хаббловское изображение протопланетных дисков в Туманность Ориона, "звездный питомник" шириной в несколько световых лет, вероятно, очень похожий на изначальную туманность, из которой образовалось Солнце.

В самые старые включения, найденные в метеоритах, которые, как считается, прослеживают первый твердый материал, сформировавшийся в предсолнечной туманности, имеют возраст 4568,2 миллиона лет, что является одним из определений возраста Солнечной системы.[1] Исследования древних метеоритов обнаруживают следы стабильных дочерних ядер короткоживущих изотопов, таких как железо-60, которые образуются только во взрывающихся недолговечных звездах. Это означает, что один или несколько сверхновые произошло поблизости. А ударная волна от сверхновой звезды, возможно, спровоцировали формирование Солнца, создав относительно плотные области в облаке, что привело к их коллапсу.[15] Поскольку только массивные короткоживущие звезды производят сверхновые, Солнце должно было образоваться в большой области звездообразования, которая породила массивные звезды, возможно, похожие на Туманность Ориона.[16][17] Исследования структуры Пояс Койпера и аномальных материалов внутри него предполагают, что Солнце сформировалось в скоплении из 1000-10 000 звезд с диаметром от 6,5 до 19,5 световых лет и общей массой 3 000M☉. Этот кластер начал распадаться между 135 миллионами и 535 миллионами лет после образования.[18][19] Несколько симуляций нашего молодого Солнца, взаимодействующего с близко проходящими звездами в течение первых 100 миллионов лет его жизни, создают аномальные орбиты, наблюдаемые во внешних частях Солнечной системы, такие как отдельные объекты.[20]

Из-за сохранение углового момента, туманность вращалась быстрее, создавая больше сила тяжести. По мере того, как вещество внутри туманности конденсировалось, атомы внутри нее начали сталкиваться с нарастающей частотой, преобразовывая свои кинетическая энергия в высокая температура поскольку атомы в центре сталкиваются и расщепляют друг друга, вызывая ядерная реакция. Центр, где собралась большая часть массы, становился все более горячим, чем окружающий диск.[10] Около 100000 лет[9] конкурирующие силы развитого магнитного поля заставляли сжимающуюся туманность оставаться плоской, в то время как гравитация и вращение заставляли ее продолжать вращаться и двигаться протопланетный диск диаметром около 200 а.е.[10] и образовать горячий плотный протозвезда (звезда, в которой синтез водорода еще не начался) в центре с взаимодействием холодных газов и черных частиц в галактике с ее очень горячей внешней стороной, чтобы поддерживать свое вращение, которое продолжает свое ускорение через галактику.[21]

На данный момент в его эволюция считается, что Солнце было Т Тельца звезда.[22] Исследования звезд Т Тельца показывают, что они часто сопровождаются дисками допланетного вещества с массами 0,001–0,1M☉.[23] Эти диски простираются до нескольких сотенАвстралия - Космический телескоп Хаббла наблюдал протопланетные диски диаметром до 1000 а.е. в области звездообразования такие как туманность Ориона[24]- и довольно прохладные, достигая температуры поверхности всего около 1000 К (730 ° C; 1340 ° F) в самом разгаре.[25]За 50 миллионов лет температура и давление в ядре Солнца стали настолько высокими, что его водород начал плавиться, создав внутренний источник энергии, который противодействовал гравитационному сжатию до тех пор, пока гидростатическое равновесие было достигнуто.[26] Это ознаменовало вступление Солнца в начальную фазу своей жизни, известную как главная последовательность. Звезды главной последовательности получают энергию от синтеза водорода в гелий в своих ядрах. Сегодня Солнце остается звездой главной последовательности.[27] По мере движения каждой солнечной системы они попадают в более сильную гравитационную силу галактика, но магнитные силы нейтрализуют друг друга, чтобы каждая солнечная система не сталкивалась друг с другом. Каждая солнечная система оставляет после себя следы газов, которые, в свою очередь, поддерживают движение других солнечных систем.

Формирование планет

Смотрите также: Протопланетный диск

Считается, что различные планеты образовались из солнечной туманности (дискообразное облако газа и пыли, оставшееся от образования Солнца), поскольку внешние кольца вызывают меньшее гравитационное вращение.[28] В настоящее время принятый метод формирования планет: нарастание, в котором планеты начинались как пылинки на орбите вокруг центральной протозвезды. Через прямой контакт и самоорганизация эти зерна образовали сгустки диаметром до 200 м (660 футов), которые, в свою очередь, столкнулись, образуя более крупные тела (планетезимали ) размером ~ 10 км (6,2 мили). Они постепенно увеличивались из-за дальнейших столкновений, возрастая со скоростью сантиметров в год в течение следующих нескольких миллионов лет.[29]

В внутренняя солнечная система, область Солнечной системы внутри 4 а.е., была слишком теплой, чтобы летучие молекулы, такие как вода и метан, могли конденсироваться, поэтому образовавшиеся там планетезимали могли образовываться только из соединений с высокой температурой плавления, таких как металлы (например, утюг, никель, и алюминий ) и скалистый силикаты. Эти скалистые тела станут планеты земной группы (Меркурий, Венера, земной шар, и Марс ). Эти соединения довольно редки во Вселенной, составляя всего 0,6% от массы туманности, поэтому планеты земной группы не могли вырасти очень большими.[10] Земные эмбрионы выросли примерно до 0,05 Земные массы (M⊕) и прекратил накапливать материю примерно через 100 000 лет после образования Солнца; последующие столкновения и слияния этих тел размером с планету позволили планетам земной группы вырасти до их нынешних размеров (см. Планеты земной группы ниже).[30]

Когда планеты земной группы формировались, они оставались погруженными в диск из газа и пыли. Газ частично поддерживался давлением и поэтому не вращался вокруг Солнца так быстро, как планеты. Результирующий тащить и, что более важно, гравитационные взаимодействия с окружающим материалом вызвали перенос угловой момент, и в результате планеты постепенно переместились на новые орбиты. Модели показывают, что изменения плотности и температуры в диске определяют скорость миграции.[31][32] но общая тенденция заключалась в том, что внутренние планеты мигрировали внутрь по мере того, как диск рассеивался, оставляя планеты на их текущих орбитах.[33]

В планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, и Нептун ) образовалась дальше, за линия мороза, которая является точкой между орбитами Марса и Юпитера, где материал достаточно холодный, чтобы летучие ледяные соединения оставались твердыми. Льдов, которые сформировали планеты-гиганты, было больше, чем металлов и силикатов, которые сформировали планеты земной группы, что позволило планетам-гигантам вырасти достаточно массивными, чтобы захватывать водород и гелий, самые легкие и самые легкие. обильный элементы.[10] Планетезималей за линией промерзания накопилось до 4M⊕ в течение примерно 3 миллионов лет.[30] Сегодня четыре планеты-гиганта составляют чуть менее 99% всей массы, вращающейся вокруг Солнца.[b] Теоретики считают, что Юпитер не случайно находится сразу за линией мороза. Поскольку линия инея накапливала большое количество воды за счет испарения падающего ледяного материала, она создавала область более низкого давления, которая увеличивала скорость вращения пылевых частиц и останавливала их движение к Солнцу. Фактически линия инея действовала как барьер, который заставлял материал быстро накапливаться на расстоянии ~ 5 а.е. от Солнца. Этот избыточный материал слился в большой зародыш (или ядро) порядка 10M⊕, который начал накапливать оболочку за счет аккреции газа от окружающего диска со все возрастающей скоростью.[34][35] Когда масса оболочки стала примерно равной массе твердого ядра, рост пошел очень быстро, достигнув примерно 150 масс Земли ~ 105 лет спустя и, наконец, достигнув максимума в 318M⊕.[36] Сатурн может быть обязан своей существенно меньшей массой просто потому, что образовался через несколько миллионов лет после Юпитера, когда было меньше газа, доступного для потребления.[30][37]

Звезды Т Тельца, такие как молодое Солнце, намного сильнее звездные ветры чем более стабильные, старые звезды. Считается, что Уран и Нептун сформировались после Юпитера и Сатурна, когда сильные Солнечный ветер снесло большую часть материала диска. В результате на этих планетах накопилось мало водорода и гелия - не более 1M⊕ каждый. Уран и Нептун иногда называют отказавшими ядрами.[38] Основная проблема с теориями образования этих планет - это временные рамки их образования. В нынешних местах на срастание их ядер потребовались бы миллионы лет.[37] Это означает, что Уран и Нептун могли сформироваться ближе к Солнцу - около или даже между Юпитером и Сатурном - а затем мигрировали или были выброшены наружу (см. Планетарная миграция ниже).[38][39] Не все движение в планетезимальную эру было направлено внутрь, к Солнцу; в Звездная пыль образец возврата из Комета Wild 2 предположил, что материалы из раннего формирования Солнечной системы мигрировали из более теплых внутренних частей Солнечной системы в регион пояса Койпера.[40]

Через три-десять миллионов лет[30] солнечный ветер молодого Солнца удалил бы весь газ и пыль из протопланетного диска, унеся его в межзвездное пространство, тем самым положив конец росту планет.[41][42]

Последующая эволюция

Первоначально считалось, что планеты сформировались на своих текущих орбитах или вблизи них. Это ставилось под сомнение в течение последних 20 лет. В настоящее время многие ученые-планетологи считают, что Солнечная система могла выглядеть совсем иначе после своего первоначального формирования: несколько объектов, по крайней мере, таких же массивных, как Меркурий, присутствовали во внутренней Солнечной системе, внешняя Солнечная система была намного компактнее, чем сейчас, и то Пояс Койпера был намного ближе к Солнцу.[43]

Планеты земной группы

В конце эпохи формирования планет внутренняя часть Солнечной системы была заселена 50–100 человек размером от Луны до Марса. планетарные эмбрионы.[44][45] Дальнейший рост был возможен только потому, что эти тела столкнулись и слились, что заняло менее 100 миллионов лет. Эти объекты могли бы гравитационно взаимодействовать друг с другом, натягивая орбиты друг друга, пока они не столкнулись, и становились больше, пока не сформировались четыре планеты земной группы, которые мы знаем сегодня.[30] Считается, что одно такое гигантское столкновение сформировало Луну (см. Луны ниже), в то время как другой удалил внешнюю оболочку молодого Меркурий.[46]

Одна нерешенная проблема с этой моделью заключается в том, что она не может объяснить, как начальные орбиты протоземных планет, которые должны были быть очень эксцентричными для столкновения, создали удивительно стабильные и почти круглые орбиты, которые они имеют сегодня.[44] Одна из гипотез этого «сброса эксцентриситета» состоит в том, что земные частицы образовались в газовом диске, который все еще не вытесняется Солнцем. "гравитационное сопротивление "этого остаточного газа в конечном итоге снизили бы энергию планет, сгладив их орбиты.[45] Однако такой газ, если бы он существовал, в первую очередь не позволил бы орбитам планет земной группы стать такими эксцентричными.[30] Другая гипотеза состоит в том, что гравитационное сопротивление произошло не между планетами и остаточным газом, а между планетами и оставшимися небольшими телами. По мере того, как большие тела двигались сквозь толпу более мелких объектов, более мелкие объекты, привлеченные гравитацией более крупных планет, образовывали область более высокой плотности, «гравитационный след» на пути более крупных объектов. Когда они это сделали, увеличившаяся сила следа замедлила движение более крупных объектов на более правильные орбиты.[47]

Пояс астероидов

Внешний край земной области, между 2 и 4 а.е. от Солнца, называется пояс астероидов. Пояс астероидов изначально содержал более чем достаточно вещества, чтобы образовать 2–3 планеты земного типа, и, действительно, большое количество планет. планетезимали сформировался там. Как и в случае с земными существами, планетезимали в этом регионе позже объединились и образовали 20-30 размеров от Луны до Марса. планетарные эмбрионы;[48] однако близость Юпитера означала, что после образования этой планеты, через 3 миллиона лет после Солнца, история региона резко изменилась.[44] Орбитальные резонансы с Юпитером и Сатурном особенно сильны в поясе астероидов, и гравитационные взаимодействия с более массивными эмбрионами разбросали множество планетезималей в эти резонансы. Гравитация Юпитера увеличила скорость объектов в этих резонансах, заставляя их разбиваться при столкновении с другими телами, а не срастаться.[49]

Поскольку Юпитер мигрировал внутрь после своего образования (см. Планетарная миграция ниже) резонансы охватили бы пояс астероидов, динамически возбуждая население региона и увеличивая их скорости относительно друг друга.[50] Кумулятивное действие резонансов и зародышей либо отбрасывало планетезимали от пояса астероидов, либо возбуждало их орбитальные наклонения и эксцентриситет.[48][51] Некоторые из этих массивных зародышей также были выброшены Юпитером, в то время как другие, возможно, мигрировали во внутренние области Солнечной системы и сыграли роль в окончательной аккреции планет земной группы.[48][52][53] Во время этого периода первичного истощения, влияние планет-гигантов и планетарных эмбрионов покинуло пояс астероидов с общей массой, эквивалентной менее 1% массы Земли, состоящей в основном из небольших планетезималей.[51]Это все еще в 10–20 раз больше, чем текущая масса в главном поясе, которая сейчас составляет около 0,0005.M⊕.[54] Считается, что вторичный период истощения, который приблизил пояс астероидов к его нынешней массе, последовал, когда Юпитер и Сатурн вошли во временный орбитальный резонанс 2: 1 (см. Ниже).

Период гигантских столкновений внутри Солнечной системы, вероятно, сыграл роль в приобретении Землей ее нынешнего содержания воды (~ 6×1021 кг) из пояса ранних астероидов. Вода слишком летучая, чтобы присутствовать при формировании Земли, и впоследствии она должна была поступать из внешних, более холодных частей Солнечной системы.[55] Воду, вероятно, доставляли планетарные эмбрионы и маленькие планетезимали, выброшенные Юпитером из пояса астероидов.[52] Население кометы главного пояса открытый в 2006 году, также был предложен в качестве возможного источника воды на Земле.[55][56] В отличие, кометы из пояса Койпера или более отдаленных регионов доставлено не более 6% воды Земли.[2][57] В панспермия Согласно гипотезе, таким образом на Земле могла быть отложена сама жизнь, хотя эта идея не получила широкого распространения.[58]

Планетарная миграция

Основные статьи: Хорошая модель и Гипотеза Grand Tack

Согласно небулярной гипотезе, две внешние планеты могут оказаться «не в том месте». Уран и Нептун (известный как "ледяные гиганты ") существуют в области, где пониженная плотность солнечной туманности и более длительное время обращения по орбите делают их образование маловероятным.[59] Вместо этого считается, что они образовались на орбитах около Юпитера и Сатурна (известных как "газовые гиганты "), где было больше материала, и чтобы мигрировал за границу к их нынешнему положению за сотни миллионов лет.[38]

Моделирование, показывающее внешние планеты и пояс Койпера:[2]
а) Перед Юпитером / Сатурном резонанс 2: 1
б) Рассеяние объектов пояса Койпера в Солнечную систему после орбитального смещения Нептуна.
в) После выброса тел пояса Койпера Юпитером
  Орбита Юпитера
  Орбита Сатурна
  Орбита Урана
  Орбита Нептуна

Миграция внешних планет также необходима для объяснения существования и свойств самых удаленных регионов Солнечной системы.[39] За пределами Нептуна, Солнечная система переходит в Пояс Койпера, то рассеянный диск, а Облако Оорта, три редкие популяции маленьких ледяных тел, которые считаются исходными точками большинства наблюдаемых кометы. На их расстоянии от Солнца аккреция была слишком медленной, чтобы позволить планетам сформироваться до того, как солнечная туманность рассеялась, и, таким образом, первоначальному диску не хватало плотности массы, чтобы объединиться в планету.[59] Пояс Койпера находится между 30 и 55 а.е. от Солнца, а более дальний рассеянный диск простирается до более чем 100 а.е.[39] и далекое облако Оорта начинается примерно на отметке 50 000 а.е.[60] Первоначально, однако, пояс Койпера был намного плотнее и ближе к Солнцу, с внешним краем примерно в 30 а.е. Его внутренний край находился бы сразу за орбитами Урана и Нептуна, которые, в свою очередь, были намного ближе к Солнцу, когда они сформировались (скорее всего, в диапазоне 15–20 а.е.), и в 50% моделирования закончились противоположные места, где Уран находится дальше от Солнца, чем Нептун.[61][2][39]

Согласно Хорошая модель после образования Солнечной системы орбиты всех планет-гигантов продолжали медленно изменяться под влиянием их взаимодействия с большим количеством оставшихся планетезималей. Спустя 500–600 миллионов лет (около 4 миллиардов лет назад) Юпитер и Сатурн попали в резонанс 2: 1: Сатурн вращался вокруг Солнца один раз на каждые две орбиты Юпитера.[39] Этот резонанс создал гравитационный толчок к внешним планетам, возможно, заставив Нептун пройти мимо Урана и врезаться в древний пояс Койпера.[61]Планеты разбросали большую часть маленьких ледяных тел внутрь, а сами двигались наружу. Затем эти планетезимали рассеялись от следующей планеты, с которой они столкнулись, аналогичным образом, перемещая орбиты планет наружу, а они - внутрь.[39] Этот процесс продолжался до тех пор, пока планетезимали не взаимодействовали с Юпитером, чья огромная гравитация отправила их на высокоэллиптические орбиты или даже выбросила их прямо из Солнечной системы. Это заставило Юпитер немного сдвинуться внутрь.[c] Эти объекты, разбросанные Юпитером на высокоэллиптические орбиты, образовали облако Оорта;[39] те объекты, которые в меньшей степени рассеяны мигрирующим Нептуном, сформировали текущий пояс Койпера и рассеянный диск.[39] Этот сценарий объясняет нынешнюю низкую массу пояса Койпера и рассеянного диска. Некоторые из разбросанных объектов, в том числе Плутон, стали гравитационно привязанными к орбите Нептуна, заставляя их резонансы среднего движения.[62] В конце концов, трение внутри планетезимального диска сделало орбиты Урана и Нептуна снова круговыми.[39][63]

В отличие от внешних планет, внутренние планеты, как полагают, не претерпели значительных миграций за время существования Солнечной системы, поскольку их орбиты остались стабильными после периода гигантских столкновений.[30]

Другой вопрос, почему Марс получился таким маленьким по сравнению с Землей. Исследование Southwest Research Institute, Сан-Антонио, Техас, опубликованное 6 июня 2011 г. Гипотеза Grand Tack ), предполагает, что Юпитер переместился внутрь на 1,5 а.е. После того, как Сатурн сформировался, мигрировал внутрь и установил резонанс среднего движения 2: 3 с Юпитером, исследование предполагает, что обе планеты мигрировали обратно в свои нынешние положения. Таким образом, Юпитер потребил бы большую часть материала, который создал бы более крупный Марс. Те же симуляции также воспроизводят характеристики современного пояса астероидов с сухими астероидами и богатыми водой объектами, похожими на кометы.[64][65] Однако неясно, позволили бы условия в солнечной туманности Юпитеру и Сатурну вернуться на свои нынешние позиции, и, согласно текущим оценкам, такая возможность представляется маловероятной.[66] Более того, существуют альтернативные объяснения малой массы Марса.[67][68][69]

Поздняя тяжелая бомбардировка и после

Основная статья: Поздняя тяжелая бомбардировка
Метеоритный кратер в Аризоне. Созданный 50 000 лет назад ударным элементом диаметром около 50 метров (160 футов), он показывает, что аккреция Солнечной системы не закончилась.

Гравитационное разрушение из-за миграции внешних планет отправило бы большое количество астероидов во внутреннюю Солнечную систему, сильно истощив первоначальный пояс, пока он не достиг сегодняшней чрезвычайно низкой массы.[51] Это событие могло вызвать позднюю тяжелую бомбардировку, которая произошла примерно 4 миллиарда лет назад, через 500–600 миллионов лет после образования Солнечной системы.[2][70] Этот период интенсивной бомбардировки длился несколько сотен миллионов лет и проявляется в кратерах, которые все еще видны на геологически мертвых телах внутренней Солнечной системы, таких как Луна и Меркурий.[2][71] Самое древнее известное свидетельство жизнь на Земле датируется 3,8 миллиарда лет назад - почти сразу после окончания поздней тяжелой бомбардировки.[72]

Считается, что столкновения являются регулярной (если в настоящее время нечастой) частью эволюции Солнечной системы. О том, что они продолжают происходить, свидетельствует столкновение Комета Шумейкера – Леви 9 с Юпитер в 1994 г. Событие столкновения с Юпитером 2009 г., то Тунгусское событие, то Челябинский метеор и влияние, которое создало Метеоритный кратер в Аризона. Таким образом, процесс аккреции еще не завершен и все еще может представлять угрозу для жизни на Земле.[73][74]

В ходе эволюции Солнечной системы кометы были выброшены из внутренней части Солнечной системы гравитацией планет-гигантов и отправили тысячи астрономических единиц наружу, чтобы сформировать Облако Оорта, сферический внешний рой кометных ядер на самом дальнем расстоянии от гравитационного поля Солнца. В конце концов, примерно через 800 миллионов лет гравитационное разрушение, вызванное галактические приливы Проходящие мимо звезды и гигантские молекулярные облака начали разрушать облако, посылая кометы во внутренние области Солнечной системы.[75] На эволюцию внешней Солнечной системы также повлияли космическое выветривание от солнечного ветра, микрометеоритов и нейтральных компонентов межзвездная среда.[76]

Эволюция пояса астероидов после поздней тяжелой бомбардировки в основном определялась столкновениями.[77] Объекты с большой массой обладают достаточной гравитацией, чтобы удерживать любой материал, выброшенный при сильном столкновении. В поясе астероидов это обычно не так. В результате многие более крупные объекты были разбиты на части, а иногда более новые объекты были выкованы из остатков в менее сильных столкновениях.[77] Спутники вокруг некоторых астероидов в настоящее время можно объяснить только как консолидацию материала, отброшенного от родительского объекта без достаточной энергии, чтобы полностью избежать его гравитации.[78]

Луны

Смотрите также: Гипотеза гигантского удара
Представление художника о гигантское воздействие считается, что сформировал Луна

Луны возникли вокруг большинства планет и многих других тел Солнечной системы. Эти естественные спутники возникает в результате одного из трех возможных механизмов:

  • Соформирование из околопланетного диска (только в случае планет-гигантов);
  • Образование из-за удара обломков (при достаточно большом ударе под малым углом); и
  • Захват проходящего объекта.

Юпитер и Сатурн имеют несколько больших спутников, таких как Ио, Европа, Ганимед и Титан, которые могли образоваться из дисков вокруг каждой планеты-гиганта почти так же, как планеты образовались из диска вокруг Солнца.[79][80][81] На это происхождение указывают большие размеры лун и их близость к планете. Эти атрибуты невозможно достичь с помощью захвата, в то время как газовая природа основных цветов также делает образование из-за столкновения обломков маловероятным. Внешние луны планет-гигантов имеют тенденцию быть небольшими и имеют эксцентричный орбиты с произвольным наклонением. Это ожидаемые характеристики захваченных тел.[82][83] Большинство таких спутников вращаются в направлении, противоположном вращению их главной звезды. Самый большой спутник неправильной формы - спутник Нептуна. Тритон, который считается захваченным Объект пояса Койпера.[74]

Спутники твердых тел Солнечной системы были созданы как в результате столкновений, так и в результате захвата. Марс две маленькие луны, Деймос и Фобос, считаются захваченными астероиды.[84]Земли Луна считается, что он образовался в результате одного большого лобового столкновения столкновение.[85][86]Ударный объект, вероятно, имел массу, сопоставимую с массой Марса, и удар, вероятно, произошел ближе к концу периода гигантских ударов. Столкновение вывело на орбиту часть мантии ударного элемента, которая затем объединилась в Луну.[85] Удар был, вероятно, последним в серии слияний, которые сформировали Землю. Далее была выдвинута гипотеза, что объект размером с Марс мог образоваться на одном из стабильных участков Земля-Солнце. Лагранжевые точки (либо L4 или же L5 ) и сдвинулся с места.[87] Луны транснептуновые объекты Плутон (Харон ) и Оркус (Vanth ) также могли образоваться в результате большого столкновения: системы Плутон-Харон, Оркус-Вант и Земля-Луна необычны для Солнечной системы, поскольку масса спутника составляет по крайней мере 1% массы большего тела.[88][89]

Будущее

По оценкам астрономов, текущее состояние Солнечной системы не изменится кардинально, пока Солнце не превратит почти все водородное топливо в своем ядре в гелий, начиная с его эволюция от главная последовательность из Диаграмма Герцшпрунга – Рассела и в его красный гигант фаза. До тех пор Солнечная система будет продолжать развиваться.

Долгосрочная стабильность

Солнечная система хаотичный в масштабе времени в миллион и миллиард лет,[90] орбиты планет открыты для долгосрочных изменений. Одним из ярких примеров этого хаоса является система Нептун-Плутон, которая находится в соотношении 3: 2 орбитальный резонанс. Хотя сам резонанс останется стабильным, становится невозможным предсказать положение Плутона с любой степенью точности более 10–20 миллионов лет ( Ляпуновское время ) в будущее.[91] Другой пример - земной осевой наклон, который из-за трения, возникающего в мантии Земли в результате приливных взаимодействий с Луной (Смотри ниже ), невозможно подсчитать с какого-то момента между 1,5 и 4,5 миллиардами лет спустя.[92]

Орбиты внешних планет хаотичны в более длительных временных масштабах с временем Ляпунова в диапазоне 2–230 миллионов лет.[93]Во всех случаях это означает, что положение планеты на ее орбите в конечном итоге невозможно предсказать с какой-либо уверенностью (поэтому, например, становится неопределенным время зимы и лета), но в некоторых случаях сами орбиты могут резко измениться. Такой хаос наиболее сильно проявляется в изменении эксцентриситет, при этом орбиты некоторых планет становятся значительно больше или меньшеэллиптический.[94]

В конечном итоге Солнечная система стабильна в том смысле, что ни одна из планет вряд ли столкнется друг с другом или не будет выброшена из системы в ближайшие несколько миллиардов лет.[93] Помимо этого, в течение примерно пяти миллиардов лет эксцентриситет Марса может вырасти примерно до 0,2, так что он окажется на орбите, пересекающей Землю, что приведет к потенциальному столкновению. В том же масштабе времени эксцентриситет Меркурия может вырасти еще больше, и близкое столкновение с Венерой теоретически может полностью выбросить его из Солнечной системы.[90] или отправить его на встречный курс с Венера или же земной шар.[95] Это может произойти в течение миллиарда лет, согласно численным расчетам, в которых орбита Меркурия нарушена.[96]

Системы Луна – Кольцо

Эволюция лунных систем обусловлена приливные силы. Луна поднимет приливная выпуклость в объекте, по которому он вращается (первичный), из-за дифференциальной гравитационной силы через диаметр первичного элемента. Если Луна вращается в том же направлении, что и вращение планеты, а планета вращается быстрее, чем период обращения Луны, выпуклость будет постоянно вытягиваться впереди Луны. В этой ситуации, угловой момент передается от вращения первичной обмотки к вращению спутника. Луна набирает энергию и постепенно вращается по спирали наружу, в то время как основная часть со временем вращается медленнее.

Земля и ее Луна - один из примеров такой конфигурации. Сегодня Луна приливно заблокирован на Землю; один из его оборотов вокруг Земли (в настоящее время около 29 дней) равен одному из его оборотов вокруг своей оси, поэтому он всегда обращен к Земле одной стороной. Луна продолжит удаляться от Земли, и вращение Земли продолжит постепенно замедляться. Другими примерами являются Галилеевы луны из Юпитер (как и многие меньшие спутники Юпитера)[97] и большинство больших лун Сатурн.[98]

Нептун и его луна Тритон, сделанный Вояджер 2. Орбита Тритона в конечном итоге окажется в пределах орбиты Нептуна. Предел Роша, разрывая его и, возможно, образуя новую кольцевую систему.

Другой сценарий возникает, когда Луна либо вращается вокруг главной звезды быстрее, чем ее вращение, либо вращается в направлении, противоположном вращению планеты. В этих случаях приливная выпуклость отстает от Луны по своей орбите. В первом случае направление передачи углового момента меняется на противоположное, поэтому вращение первичной обмотки ускоряется, а орбита спутника сокращается. В последнем случае угловой момент вращения и вращения имеют противоположные знаки, поэтому передача приводит к уменьшению величины каждого (что компенсирует друг друга).[d] В обоих случаях, приливное замедление заставляет Луну по спирали приближаться к главному элементу, пока она не будет разорвана на части приливными напряжениями, потенциально создавая планетарное кольцо системы, или врезается в поверхность или атмосферу планеты. Такая судьба ждет луны Фобос Марса (от 30 до 50 миллионов лет),[99] Тритон Нептуна (через 3,6 миллиарда лет),[100] и по крайней мере 16 малых спутников Урана и Нептуна. Урана Дездемона может даже столкнуться с одной из соседних лун.[101]

Третья возможность - где первичное и луна приливно заблокирован друг другу. В этом случае приливная выпуклость остается прямо под Луной, угловой момент не передается, и период обращения по орбите не меняется. Плутон и Харон являются примером такого типа конфигурации.[102]

Нет единого мнения относительно механизма образования колец Сатурна. Хотя теоретические модели показали, что кольца, вероятно, образовались в начале истории Солнечной системы,[103] данные из Кассини – Гюйгенс космический корабль предполагает, что они сформировались относительно поздно.[104]

Солнце и планетная среда

Смотрите также: Звездная эволюция и Будущее Земли

В долгосрочной перспективе самые большие изменения в Солнечной системе произойдут из-за изменений самого Солнца с возрастом. По мере того как Солнце сжигает водородное топливо, оно нагревается и сжигает оставшееся топливо еще быстрее. В результате Солнце становится ярче на десять процентов каждые 1,1 миллиарда лет.[105] Примерно через 600 миллионов лет яркость Солнца нарушит светимость Земли. цикл углерода до такой степени, что деревья и леса (фотосинтезирующие растения C3) больше не смогут выжить; и примерно через 800 миллионов лет Солнце убьет всю сложную жизнь на поверхности Земли и в океанах. Через 1,1 миллиарда лет повышенное излучение Солнца вызовет его околозвездная обитаемая зона двигаться вовне, делая поверхность Земли слишком горячей для естественного существования жидкой воды. В этот момент вся жизнь будет сведена к одноклеточным организмам.[106] Испарение воды, сильнодействующее парниковый газ, с поверхности океанов может ускорить повышение температуры, что потенциально может привести к гибели всей жизни на Земле даже раньше.[107] За это время возможно, что как Марс температура поверхности постепенно повышается, углекислый газ и вода в настоящее время замерзают под поверхностью. реголит выпустит в атмосферу, создавая парниковый эффект которые будут нагревать планету до тех пор, пока она не достигнет условий, аналогичных сегодняшним условиям на Земле, обеспечивая потенциальное будущее жилище для жизни.[108] Через 3,5 миллиарда лет условия поверхности Земли будут такими же, как на Венере сегодня.[105]

Относительный размер Солнца в его нынешнем виде (вставка) по сравнению с его предполагаемым размером в будущем как красный гигант

Примерно через 5,4 миллиарда лет ядро ​​Солнца станет достаточно горячим, чтобы вызвать синтез водорода в окружающей его оболочке.[106] Это приведет к значительному расширению внешних слоев звезды, и звезда войдет в фазу своей жизни, в которой она называется красный гигант.[109][110] В течение 7,5 миллиардов лет Солнце расширится до радиуса 1,2 а.е. - в 256 раз больше его нынешнего размера. На вершине Красный гигант филиал, в результате значительно увеличившейся площади поверхность Солнца будет намного холоднее (около 2600 К), чем сейчас и его яркость намного выше - до 2700 текущих светимостей Солнца. Часть своей жизни красного гиганта Солнце будет иметь сильную звездный ветер что унесет около 33% его массы.[106][111][112] В это время возможно, что Сатурн луна Титан может достичь температуры поверхности, необходимой для поддержания жизни.[113][114]

Когда Солнце расширится, оно поглотит планеты Меркурий и Венера.[115] земной шар судьба менее ясна; Хотя Солнце будет охватывать текущую орбиту Земли, потеря массы звезды (и, следовательно, более слабая гравитация) заставит орбиты планет смещаться дальше.[106] Если бы только это, Венера и Земля, вероятно, избежали бы сожжения,[111] но исследование 2008 года предполагает, что Земля, вероятно, будет поглощена в результате приливные взаимодействия со слабосвязанной внешней оболочкой Солнца.[106]

Постепенно водород, горящий в оболочке вокруг солнечного ядра, будет увеличивать массу ядра, пока не достигнет примерно 45% нынешней солнечной массы. В этот момент плотность и температура станут настолько высокими, что синтез гелия в углерод начнется, что приведет к гелиевая вспышка; Солнце сократится примерно в 250 до 11 раз от своего нынешнего радиуса (главной последовательности). Следовательно, его светимость уменьшится примерно с 3000 до 54 раз по сравнению с текущим уровнем, а температура его поверхности увеличится примерно до 4770 К. Солнце станет горизонтальный гигант, стабильно сжигая гелий в своем ядре, так же, как сегодня он сжигает водород. Стадия плавления гелия продлится всего 100 миллионов лет. В конце концов ему придется снова прибегнуть к запасам водорода и гелия во внешних слоях, и он расширится во второй раз, превратившись в то, что известно как асимптотический гигант. Здесь светимость Солнца снова увеличится, достигнув примерно 2090 нынешних светимостей, и оно остынет примерно до 3500 К.[106] Эта фаза длится около 30 миллионов лет, после чего в течение следующих 100000 лет оставшиеся внешние слои Солнца отпадут, выбросив огромный поток материи в космос и образуя гало, известное (ошибочно) как гало. планетарная туманность. Выброшенный материал будет содержать гелий и углерод, образующиеся в результате ядерных реакций Солнца, продолжая обогащение межзвездной среды тяжелыми элементами для будущих поколений звезд.[116]

В Кольцевая туманность, планетарная туманность, похожая на то, чем станет Солнце

Это относительно мирное мероприятие, ничего похожего на сверхновая звезда, которое Солнце слишком мало, чтобы пройти через него в процессе своей эволюции. Любой наблюдатель, присутствующий, чтобы засвидетельствовать это событие, увидел бы резкое увеличение скорости солнечного ветра, но не настолько, чтобы полностью разрушить планету. Однако потеря массы звезды может отправить орбиты уцелевших планет в хаос, в результате чего некоторые из них столкнутся, другие будут выброшены из Солнечной системы, а третьи будут разорваны на части приливными взаимодействиями.[117] После этого все, что останется от Солнца, - это белый Гном, необычайно плотный объект, 54% его первоначальной массы, но размером только с Землю. Изначально этот белый карлик может быть в 100 раз ярче, чем сейчас Солнце. Он будет полностью состоять из выродиться углерод и кислород, но никогда не разогреется до температуры, достаточной для сваривания этих элементов. Таким образом, белый карлик Солнца будет постепенно остывать, становясь все тусклее и тусклее.[118]

Когда Солнце умирает, его гравитационное воздействие на вращающиеся тела, такие как планеты, кометы и астероиды, ослабевает из-за потери его массы. Орбиты всех остальных планет расширятся; если Венера, Земля и Марс все еще существуют, их орбиты будут находиться примерно на 1,4Австралия (210,000,000 км ), 1.9 Австралия (280,000,000 км ) и 2,8Австралия (420,000,000 км ). Они и другие оставшиеся планеты станут темными, холодными громадами, полностью лишенными какой-либо формы жизни.[111] Они будут продолжать вращаться вокруг своей звезды, их скорость будет снижена из-за их увеличенного расстояния от Солнца и уменьшения гравитации Солнца. Два миллиарда лет спустя, когда Солнце охладится до диапазона 6000–8000 К, углерод и кислород в ядре Солнца замерзнут, и более 90% его оставшейся массы примут кристаллическую структуру.[119] В конце концов, примерно через 1 квадриллион лет Солнце окончательно перестанет светить, превратившись в черный карлик.[120]

Галактическое взаимодействие

Расположение Солнечной системы в Млечном Пути

Солнечная система путешествует одна через Млечный Путь на круговой орбите примерно в 30 000 световых лет от Галактический Центр. Его скорость около 220 км / с. Период, необходимый для того, чтобы Солнечная система совершила один оборот вокруг Галактического центра, галактический год, находится в диапазоне 220–250 миллионов лет. С момента своего образования Солнечная система совершила не менее 20 таких оборотов.[121]

Различные ученые предполагают, что путь Солнечной системы через галактику является фактором периодичности массовые вымирания наблюдается в земных Окаменелости. Одна из гипотез предполагает, что вертикальные колебания, производимые Солнцем, когда оно вращается вокруг Галактического Центра, заставляют его регулярно проходить через галактическую плоскость. Когда орбита Солнца выводит его за пределы галактического диска, влияние галактический прилив слабее; когда он снова входит в галактический диск, что происходит каждые 20-25 миллионов лет, он попадает под влияние гораздо более сильных «дисковых приливов», которые, согласно математическим моделям, увеличивают поток Облако Оорта кометы в Солнечную систему в 4 раза, что приводит к значительному увеличению вероятности разрушительного удара.[122]

Однако другие утверждают, что Солнце в настоящее время находится близко к галактической плоскости, и все же последнее крупное вымирание произошло 15 миллионов лет назад. Следовательно, вертикальное положение Солнца не может само по себе объяснить такие периодические вымирания, и что вымирание вместо этого происходит, когда Солнце проходит через галактику. спиральные рукава. Спиральные рукава являются домом не только для большего числа молекулярных облаков, гравитация которых может исказить облако Оорта, но и для более высоких концентраций ярких голубые гиганты, которые живут относительно короткое время, а затем яростно взрываются, когда сверхновые.[123]

Галактическое столкновение и планетное разрушение

Основная статья: Столкновение Андромеды и Млечного Пути

Хотя подавляющее большинство галактик во Вселенной удаляются от Млечного Пути, Галактика Андромеды, крупнейшего члена Вселенной Местная группа галактик, движется к ней со скоростью около 120 км / с.[124] Через 4 миллиарда лет Андромеда и Млечный Путь столкнутся, что приведет к их деформации. приливные силы превратить свои внешние руки в огромные приливные хвосты. Если это начальное нарушение произойдет, астрономы рассчитывают, что с вероятностью 12% Солнечная система будет вытягиваться наружу в приливный хвост Млечного Пути, и с вероятностью 3%, что она станет гравитационно связаны с Андромедой и, таким образом, являются частью этой галактики.[124] После следующей серии скользящих ударов, во время которых вероятность выброса Солнечной системы возрастает до 30%,[125] галактики ' сверхмассивные черные дыры сольется. В конце концов, примерно через 6 миллиардов лет Млечный Путь и Андромеда завершат свое слияние в гигантский эллиптическая галактика. Во время слияния, если газа достаточно, повышенная гравитация заставит газ направиться к центру формирующейся эллиптической галактики. Это может привести к короткому периоду интенсивного звездообразования, называемому звездообразование.[124] Кроме того, падающий газ будет подпитывать вновь образовавшуюся черную дыру, превращая ее в активное ядро ​​галактики. Сила этих взаимодействий, вероятно, подтолкнет Солнечную систему к внешнему гало новой галактики, оставив ее относительно невредимой радиацией от этих столкновений.[124][125]

Распространено заблуждение, что это столкновение нарушит орбиты планет Солнечной системы. Хотя это правда, что гравитация проходящих звезд может отделять планеты в межзвездное пространство, расстояния между звездами настолько велики, что вероятность столкновения Млечного Пути и Андромеды, вызывающего такое нарушение в любой отдельной звездной системе, ничтожна. Хотя эти события могут затронуть Солнечную систему в целом, не ожидается, что это повлияет на Солнце и планеты.[126]

Однако со временем кумулятивная вероятность случайной встречи со звездой увеличивается, и разрушение планет становится почти неизбежным. Предполагая, что Большой хруст или же Большой разрыв сценариев конца Вселенной не происходит, расчеты показывают, что гравитация проходящих звезд полностью лишит мертвое Солнце его оставшихся планет в пределах 1 квадриллиона (1015) годы. Эта точка знаменует конец Солнечной системы. Хотя Солнце и планеты могут выжить, Солнечная система в любом значимом смысле прекратит свое существование.[3]

Хронология

Прогнозируемый график жизни Солнца. От пласта до 14Гр

Временные рамки формирования Солнечной системы определены с использованием радиометрическое датирование. По оценкам ученых, возраст Солнечной системы составляет 4,6 миллиарда лет. В самые старые известные минеральные зерна на земной шар примерно 4,4 миллиарда лет.[127] Такие старые породы встречаются редко, поскольку поверхность Земли постоянно меняется. эрозия, вулканизм, и тектоника плит. Чтобы оценить возраст Солнечной системы, ученые используют метеориты, которые образовались во время ранней конденсации солнечной туманности. Практически все метеориты (см. Каньон Дьябло метеорит ), как установлено, имеют возраст 4,6 миллиарда лет, что позволяет предположить, что Солнечная система должна быть не меньше этого возраста.[128]

Исследования дисков вокруг других звезд также помогли установить временные рамки формирования Солнечной системы. Звезды возрастом от одного до трех миллионов лет имеют диски, богатые газом, тогда как диски вокруг звезд возрастом более 10 миллионов лет практически не содержат газа, что позволяет предположить, что планеты-гиганты внутри них перестали формироваться.[30]

Хронология эволюции Солнечной системы

Внешняя шкала времениГрафическая временная шкала доступна по адресу
Графическая шкала времени Земли и Солнца

Примечание. Все даты и время в этой хронологии являются приблизительными и должны приниматься как порядок величины только индикатор.

Хронология образования и эволюции Солнечной системы
ФазаВремя с момента образования СолнцаВремя из настоящего (приблизительное)Мероприятие
Предсолнечная системаЗа миллиарды лет до образования Солнечной системыБолее 4,6миллиард лет назад (пока)Предыдущие поколения звезд живут и умирают, вводя тяжелые элементы в межзвездная среда из которых сформировалась Солнечная система.[14]
~ 50 миллионов лет до образования Солнечной системы4.6 байЕсли Солнечная система сформировалась в Туманность Ориона Подобно области звездообразования, самые массивные звезды образуются, живут своей жизнью, умирают и взрываются в сверхновых. Одна особенная сверхновая, названная первичная сверхновая, возможно, запускает формирование Солнечной системы.[16][17]
Формирование Солнца0–100 000 лет4.6 байДосолнечная туманность формируется и начинает схлопываться. Солнце начинает формироваться.[30]
100000 - 50 миллионов лет4.6 байСолнце - это Т Тельца протозвезда.[9]
100000 - 10 миллионов лет4.6 байК 10 миллионам лет газ в протопланетный диск был снесен ветром, и формирование внешней планеты, вероятно, завершено.[30]
10 миллионов - 100 миллионов лет4.5–4.6 байПланеты земной группы и форма Луны. Происходят гигантские удары. Вода доставлена ​​на Землю.[2]
Основная последовательность50 миллионов лет4.5 байСолнце становится звездой главной последовательности.[26]
200 миллионов лет4.4 байСамые старые известные скалы на Земле образовалась.[127][129]
500 миллионов - 600 миллионов лет4.0–4.1 байРезонанс в орбитах Юпитера и Сатурна перемещает Нептун в пояс Койпера. Поздняя тяжелая бомбардировка происходит во внутренней Солнечной системе.[2]
800 миллионов лет3.8 байСамая старая известная жизнь на земле.[72][129] Облако Оорта достигает максимальной массы.[75]
4,6 миллиарда летСегодняСолнце остается звездой главной последовательности.[105]
6 миллиардов лет1,4 миллиарда лет в будущемСолнце жилая зона перемещается за пределы орбиты Земли, возможно, переходя на орбиту Марса.[108]
7 миллиардов лет2,4 миллиарда лет в будущемВ Млечный Путь и Галактика Андромеды начать столкнуться. Небольшая вероятность того, что Андромеда сможет захватить Солнечную систему до того, как две галактики полностью сольются.[124]
Пост – главная последовательность10 миллиардов - 12 миллиардов лет5–7 миллиардов лет в будущемСолнце расплавило весь водород в ядре и начинает сжигать водород в оболочке, окружающей его ядро, тем самым прекращая свою жизнь в главной последовательности. Солнце начинает восходить Красный гигант филиал из Диаграмма Герцшпрунга – Рассела, становясь значительно ярче (до 2700 раз), больше (до 250 раз в радиусе) и холоднее (до 2600 К): Солнце теперь красный гигант. Меркурий, Венера и, возможно, Земля проглочены.[106][111] За это время может стать обитаемым спутник Сатурна Титан.[113]
~ 12 миллиардов лет~ 7 миллиардов лет в будущемСолнце проходит через горение гелия горизонтальная ветвь и асимптотическая ветвь гигантов фазы, теряя в общей сложности ~ 30% своей массы во всех фазах после главной последовательности. Фаза асимптотической гигантской ветви заканчивается выбросом ее внешних слоев в виде планетарная туманность, оставляя плотное ядро ​​Солнца как белый Гном.[106][116]
Остаточное солнце~ 1 квадриллион лет (1015 годы)~ 1 квадриллион лет в будущемСолнце остывает до 5 К.[130] Гравитация проходящих звезд отрывает планеты от орбит. Солнечная система перестает существовать.[3]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Астрономическая единица или а.е. - это среднее расстояние между Землей и Солнцем, или около 150 миллионов километров. Это стандартная единица измерения межпланетных расстояний.
  2. ^ Общая масса Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна составляет 445,6 массы Земли. Масса оставшегося материала составляет ~ 5,26 массы Земли или 1,1% (см. Солнечная система # Примечания и Список объектов Солнечной системы по массе )
  3. ^ Причина того, что Сатурн, Уран и Нептун все двигались наружу, а Юпитер - внутрь, заключается в том, что Юпитер достаточно массивен, чтобы изгнать планетезимали из Солнечной системы, в то время как остальные три внешние планеты - нет. Чтобы выбросить объект из Солнечной системы, Юпитер передает ему энергию, поэтому он теряет часть своей орбитальной энергии и движется внутрь. Когда Нептун, Уран и Сатурн возмущают планетезимали наружу, эти планетезимали оказываются на сильно эксцентрических, но все еще связанных орбитах, и поэтому могут вернуться на возмущающую планету и, возможно, вернуть потерянную энергию. С другой стороны, когда Нептун, Уран и Сатурн возмущают объекты внутрь, эти планеты получают от этого энергию и, следовательно, движутся наружу. Что еще более важно, объект, возмущенный внутрь, имеет больше шансов встретить Юпитер и оказаться выброшен из Солнечной системы, и в этом случае прирост энергии Нептуна, Урана и Сатурна, полученный в результате их внутреннего отклонения выброшенного объекта, становится постоянным.
  4. ^ Во всех этих случаях передачи углового момента и энергии угловой момент системы двух тел сохраняется. Напротив, суммарная энергия вращения Луны и вращения первичной обмотки не сохраняется, а уменьшается со временем из-за рассеивания за счет тепла трения, генерируемого движением приливной выпуклости через тело первичной обмотки. Если бы первичный элемент был идеальной жидкостью без трения, центр приливной выпуклости находился бы под спутником, и передача не происходила бы. Именно потеря динамической энергии из-за трения делает возможной передачу углового момента.

Рекомендации

  1. ^ а б Одри Бувье; Минакши Вадхва (2010). «Возраст Солнечной системы переопределен самым старым Pb-Pb возрастом метеоритных включений». Природа Геонауки. 3 (9): 637–641. Bibcode:2010NatGe ... 3..637B. Дои:10.1038 / NGEO941.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Gomes, R .; Левисон, Гарольд Ф .; Циганис, К .; Морбиделли, Алессандро (2005). «Происхождение катастрофического периода поздних тяжелых бомбардировок планет земной группы». Природа. 435 (7041): 466–9. Bibcode:2005Натура.435..466Г. Дои:10.1038 / природа03676. PMID  15917802.
  3. ^ а б c Фриман Дайсон (июль 1979 г.). «Время без конца: физика и биология в открытой вселенной». Обзоры современной физики. Институт перспективных исследований, Принстон, штат Нью-Джерси. 51 (3): 447–460. Bibcode:1979РвМП ... 51..447Д. Дои:10.1103 / RevModPhys.51.447.
  4. ^ "Солнечная система". Онлайн-словарь Merriam Webster. 2008. Получено 2008-04-15.
  5. ^ Майкл Марк Вулфсон (1984). «Вращение в Солнечной системе». Философские труды Королевского общества. 313 (1524): 5–18. Bibcode:1984RSPTA.313 .... 5 Вт. Дои:10.1098 / рста.1984.0078. S2CID  120193937.
  6. ^ Найджел Хенбест (1991). «Рождение планет: Земля и другие планеты могут уцелеть в те времена, когда планеты рикошетили вокруг Солнца, как шарики на столе для игры в пинбол». Новый ученый. Получено 2008-04-18.
  7. ^ Дэвид Уайтхаус (2005). Солнце: Биография. Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-470-09297-2.
  8. ^ а б Саймон Миттон (2005). «Происхождение химических элементов». Фред Хойл: Жизнь в науке. Aurum. С. 197–222. ISBN  978-1-85410-961-3.
  9. ^ а б c d е Тьерри Монтмерль; Жан-Шарль Ожеро; Марк Шауссидон (2006). «Формирование Солнечной системы и ранняя эволюция: первые 100 миллионов лет». Земля, Луна и планеты. Springer. 98 (1–4): 39–95. Bibcode:2006EM&P ... 98 ... 39M. Дои:10.1007 / s11038-006-9087-5. S2CID  120504344.
  10. ^ а б c d е Анн Заблудофф (весна 2003 г.). «Лекция 13: Небулярная теория происхождения Солнечной системы». Получено 2006-12-27.
  11. ^ Дж. Дж. Равал (1986). «Дальнейшие размышления о сужении солнечной туманности». Земля, Луна и планеты. Планетарий Неру, Бомбей, Индия: Springer, Нидерланды. 34 (1): 93–100. Bibcode:1986EM & P ... 34 ... 93R. Дои:10.1007 / BF00054038. S2CID  121914773.
  12. ^ У. М. Ирвин (1983). «Химический состав предсолнечной туманности». В Т. И. Гомбози (ред.). Кометные исследования. 1. С. 3–12. Bibcode:1983coex .... 1 .... 3I.
  13. ^ Зейлик и Грегори 1998, п. 207.
  14. ^ а б Чарльз Х. Лайнуивер (2001). «Оценка возрастного распределения планет земной группы во Вселенной: количественная оценка металличности как эффекта отбора». Икар. 151 (2): 307–313. arXiv:Astro-ph / 0012399. Bibcode:2001Icar..151..307L. Дои:10.1006 / icar.2001.6607. S2CID  14077895.
  15. ^ Уильямс, Дж. (2010). «Астрофизическая среда места рождения Солнца». Современная физика. 51 (5): 381–396. arXiv:1008.2973. Bibcode:2010ConPh..51..381W. Дои:10.1080/00107511003764725. S2CID  118354201.
  16. ^ а б Дж. Джефф Хестер; Стивен Дж. Деш; Кевин Р. Хили; Лори А. Лешин (21 мая 2004 г.). «Колыбель Солнечной системы» (PDF). Наука. 304 (5674): 1116–1117. Bibcode:2004Наука ... 304.1116H. Дои:10.1126 / science.1096808. PMID  15155936. S2CID  117722734.
  17. ^ а б Мартин Биццарро; Дэвид Ульфбек; Анн Тринкье; Кристин Трейн; Джеймс Н. Коннелли; Брэдли С. Мейер (2007). "Свидетельства поздней инжекции сверхновой 60Fe в протопланетный диск ». Наука. 316 (5828): 1178–1181. Bibcode:2007 Наука ... 316.1178B. Дои:10.1126 / science.1141040. PMID  17525336. S2CID  19242845.
  18. ^ Морган Келли. "Медленно движущиеся камни увеличивают вероятность того, что жизнь упадет на Землю из космоса". Новости Принстона. Получено 24 сен, 2012.
  19. ^ Саймон Ф. Portegies Zwart (2009). «Заблудшие братья и сестры Солнца». Астрофизический журнал. 696 (L13 – L16): L13 – L16. arXiv:0903.0237. Bibcode:2009ApJ ... 696L..13P. Дои:10.1088 / 0004-637X / 696/1 / L13. S2CID  17168366.
  20. ^ Натан А. Кайб; Томас Куинн (2008). «Формирование облака Оорта в открытых кластерных средах». Икар. 197 (1): 221–238. arXiv:0707.4515. Bibcode:2008Icar..197..221K. Дои:10.1016 / j.icarus.2008.03.020. S2CID  14342946.
  21. ^ Джейн С. Гривз (2005). «Диски вокруг звезд и рост планетных систем». Наука. 307 (5706): 68–71. Bibcode:2005Наука ... 307 ... 68G. Дои:10.1126 / science.1101979. PMID  15637266. S2CID  27720602.
  22. ^ Caffe, M. W .; Hohenberg, C.M .; Swindle, T. D .; Госвами, Дж. Н. (1 февраля 1987 г.). «Свидетельства активного раннего солнца в метеоритах». Письма в астрофизический журнал. 313: L31 – L35. Bibcode:1987ApJ ... 313L..31C. Дои:10.1086/184826. HDL:2060/19850018239.
  23. ^ М. Момосе; Ю. Китамура; С. Йокогава; Р. Кавабе; М. Тамура; С. Ида (2003). «Исследование физических свойств протопланетных дисков вокруг звезд Т Тельца с помощью съемки изображений с высоким разрешением на лямбда = 2 мм». In Ikeuchi, S .; Hearnshaw, J .; Ханава, Т. (ред.). Материалы 8-го Азиатско-Тихоокеанского регионального совещания МАС, том I. Материалы 8-го Азиатско-Тихоокеанского регионального совещания МАС. 289. Астрономическое общество серии тихоокеанских конференций. п. 85. Bibcode:2003ASPC..289 ... 85M.
  24. ^ Дебора Л. Пэджетт; Вольфганг Бранднер; Карл Р. Стапельфельдт; и другие. (Март 1999 г.). "Космический телескоп Хаббл / NICMOS изображения дисков и оболочек вокруг очень молодых звезд". Астрономический журнал. 117 (3): 1490–1504. arXiv:Astro-ph / 9902101. Bibcode:1999AJ .... 117.1490P. Дои:10.1086/300781. S2CID  16498360.
  25. ^ М. Кюкер; Т. Хеннинг; Г. Рюдигер (2003). "Магнитная связь звезда-диск в классических системах Т Тельца" (PDF). Астрофизический журнал. 589 (1): 397–409. Bibcode:2003ApJ ... 589..397K. Дои:10.1086/374408. S2CID  54039084.
  26. ^ а б Сукён И; Пьер Демарк; Ён-Чхол Ким; Ён-Ук Ли; Чанг Х. Ри; Тибо Лежен; Сидней Барнс (2001). "К более точным оценкам возраста звездного населения: Изохроны для солнечной смеси ». Приложение к астрофизическому журналу. 136 (2): 417–437. arXiv:astro-ph / 0104292. Bibcode:2001ApJS..136..417Y. Дои:10.1086/321795. S2CID  118940644.
  27. ^ Зейлик и Грегори 1998, п. 320
  28. ^ А. П. Босс; Р. Х. Дурисен (2005). "Шоковые фронты, образующие хондрулы в солнечной туманности: возможный единый сценарий образования планет и хондритов". Астрофизический журнал. 621 (2): L137 – L140. arXiv:Astro-ph / 0501592. Bibcode:2005ApJ ... 621L.137B. Дои:10.1086/429160. S2CID  15244154.
  29. ^ П. Гольдрайх; У. Р. Уорд (1973). «Формирование планетезималей». Астрофизический журнал. 183: 1051. Bibcode:1973ApJ ... 183.1051G. Дои:10.1086/152291.
  30. ^ а б c d е ж грамм час я j Дуглас Н. С. Лин (май 2008 г.). «Генезис планет» (требуется оплата). Scientific American. 298 (5): 50–59. Bibcode:2008SciAm.298e..50C. Дои:10.1038 / scientificamerican0508-50. PMID  18444325.
  31. ^ D'Angelo, G .; Любов, С. Х. (2010). «Трехмерные вращающие моменты диск-планета в локально изотермическом диске». Астрофизический журнал. 724 (1): 730–747. arXiv:1009.4148. Bibcode:2010ApJ ... 724..730D. Дои:10.1088 / 0004-637X / 724/1/730. S2CID  119204765.
  32. ^ Lubow, S.H .; Ида, С. (2011). «Миграция планеты». В С. Сигере. (ред.). Экзопланеты. Университет Аризоны Press, Тусон, Аризона. С. 347–371. arXiv:1004.4137. Bibcode:2011exop.book..347L.
  33. ^ Персонал (12 января 2010 г.). "Как Земля пережила рождение". Журнал Astrobiology. Получено 2010-02-04.
  34. ^ Ayliffe, B .; Бейт, М. Р. (2009). «Газовая аккреция на ядра планет: трехмерные гидродинамические расчеты самогравитирующего излучения». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 393 (1): 49–64. arXiv:0811.1259. Bibcode:2009МНРАС.393 ... 49А. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.14184.x. S2CID  15124882.
  35. ^ D'Angelo, G .; Боденхаймер, П. (2013). «Трехмерные радиационно-гидродинамические расчеты оболочек молодых планет, заключенных в протопланетные диски». Астрофизический журнал. 778 (1): 77 (29 стр.). arXiv:1310.2211. Bibcode:2013ApJ ... 778 ... 77D. Дои:10.1088 / 0004-637X / 778/1/77. S2CID  118522228.
  36. ^ Lissauer, J. J .; Hubickyj, O .; D'Angelo, G .; Боденхаймер, П. (2009). «Модели роста Юпитера с учетом тепловых и гидродинамических ограничений». Икар. 199 (2): 338–350. arXiv:0810.5186. Bibcode:2009Icar..199..338L. Дои:10.1016 / j.icarus.2008.10.004. S2CID  18964068.
  37. ^ а б Д'Анджело, Дженнаро; Дурисен, Ричард Х .; Лиссауэр, Джек Дж. (Декабрь 2010 г.). «Формирование планеты-гиганта». В Сигере, Сара (ред.). Экзопланеты. Университет Аризоны Press. С. 319–346. arXiv:1006.5486. Bibcode:2010exop.book..319D. ISBN  978-0-8165-2945-2.
  38. ^ а б c Thommes, E.W .; Дункан, М. Дж .; Левисон, Гарольд Ф. (2002). «Формирование Урана и Нептуна среди Юпитера и Сатурна». Астрономический журнал. 123 (5): 2862–2883. arXiv:Astro-ph / 0111290. Bibcode:2002AJ .... 123.2862T. Дои:10.1086/339975. S2CID  17510705.
  39. ^ а б c d е ж грамм час я Левисон, Гарольд Ф .; Морбиделли, Алессандро; Ван Лаерховен, Криста; и другие. (2007). «Происхождение структуры пояса Койпера во время динамической нестабильности на орбитах Урана и Нептуна». Икар. 196 (1): 258–273. arXiv:0712.0553. Bibcode:2008Icar..196..258L. Дои:10.1016 / j.icarus.2007.11.035. S2CID  7035885.
  40. ^ Эмили Лакдавалла (2006). "В двух словах о звездной пыли: Солнечная туманность была похожа на блендер". Планетарное общество. Получено 2007-01-02.
  41. ^ Б.Г. Элмегрин (1979). «О разрушении протопланетной дисковой туманности Т-Тельцом, подобным солнечному ветру». Астрономия и астрофизика. 80 (1): 77. Bibcode:1979A&A .... 80 ... 77E.
  42. ^ Хэн Хао (24 ноября 2004 г.). «Взаимодействие диска с протопланетой» (PDF). Гарвардский университет. Архивировано из оригинал (PDF) 7 сентября 2006 г.. Получено 2006-11-19.
  43. ^ Майк Браун. "Дисномия, луна Эриды". Персональный сайт. Получено 2008-02-01.
  44. ^ а б c Пети, Жан-Марк; Морбиделли, Алессандро (2001). «Изначальное возбуждение и очистка пояса астероидов» (PDF). Икар. 153 (2): 338–347. Bibcode:2001Icar..153..338P. Дои:10.1006 / icar.2001.6702.
  45. ^ а б Джунко Коминами; Сигеру Ида (2001). «Влияние приливного взаимодействия с газовым диском на формирование планет земной группы». Икар. Отделение наук о Земле и планетах, Токийский технологический институт, Оокаяма, Мэгуро-ку, Токио, Отделение наук о Земле и планетах, Токийский технологический институт, Оокаяма, Мэгуро-ку, Токио. 157 (1): 43–56. Bibcode:2002Icar..157 ... 43K. Дои:10.1006 / icar.2001.6811.
  46. ^ Шон С. Соломон (2003). «Меркурий: загадочная сокровенная планета». Письма по науке о Земле и планетах. 216 (4): 441–455. Bibcode:2003E и PSL.216..441S. Дои:10.1016 / S0012-821X (03) 00546-6.
  47. ^ Питер Голдрайх; Йорам Литвик; Реем Сари (10 октября 2004 г.). «Заключительные этапы формирования планет». Астрофизический журнал. 614 (1): 497–507. arXiv:Astro-ph / 0404240. Bibcode:2004ApJ ... 614..497G. Дои:10.1086/423612. S2CID  16419857.
  48. ^ а б c Bottke, William F .; Durda, Daniel D .; Несворный, Давид; и другие. (2005). «Связывание истории столкновений главного пояса астероидов с его динамическим возбуждением и истощением» (PDF). Икар. 179 (1): 63–94. Bibcode:2005Icar..179 ... 63B. Дои:10.1016 / j.icarus.2005.05.017.
  49. ^ Р. Эдгар; П. Артимович (2004). «Прокачка планетезимального диска быстро мигрирующей планетой» (PDF). Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 354 (3): 769–772. arXiv:Astro-ph / 0409017. Bibcode:2004МНРАС.354..769Э. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2004.08238.x. S2CID  18355985. Получено 2008-05-12.
  50. ^ Э. Р. Д. Скотт (2006). «Ограничения на возраст и механизм образования Юпитера и время жизни туманности от хондритов и астероидов». Труды 37-й ежегодной конференции по изучению луны и планет. Лига-Сити, Техас: Лунное и планетарное общество. Bibcode:2006LPI .... 37.2367S.
  51. ^ а б c О'Брайен, Дэвид; Морбиделли, Алессандро; Боттке, Уильям Ф. (2007). «Изначальное возбуждение и расчистка пояса астероидов - еще раз» (PDF). Икар. 191 (2): 434–452. Bibcode:2007Icar..191..434O. Дои:10.1016 / j.icarus.2007.05.005.
  52. ^ а б Шон Н. Раймонд; Томас Куинн; Джонатан И. Лунин (2007). «Моделирование с высоким разрешением окончательной сборки планет земного типа 2: доставка воды и обитаемость планет». Астробиология. 7 (1): 66–84. arXiv:astro-ph / 0510285. Bibcode:2007 AsBio ... 7 ... 66R. Дои:10.1089 / ast.2006.06-0126. PMID  17407404. S2CID  10257401.
  53. ^ Сьюзан Ватанабе (20 июля 2001 г.). "Тайны Солнечной туманности". НАСА. Получено 2007-04-02.
  54. ^ Георгий Александрович Красинский; Елена Васильевна Питьева; М. В. Васильев; Е. И. Ягудина (июль 2002 г.). «Скрытая масса в поясе астероидов». Икар. 158 (1): 98–105. Bibcode:2002Icar..158 ... 98K. Дои:10.1006 / icar.2002.6837.
  55. ^ а б Генри Х. Се; Дэвид Джуитт (23 марта 2006 г.). «Популяция комет в главном поясе астероидов» (PDF). Наука. 312 (5773): 561–563. Bibcode:2006Научный ... 312..561H. Дои:10.1126 / science.1125150. PMID  16556801. S2CID  29242874.
  56. ^ Фрэнсис Редди (2006). «Новый класс комет на заднем дворе Земли». Astronomy.com. Получено 2008-04-29.
  57. ^ Морбиделли, Алессандро; Chambers, J .; Lunine, J. I .; Пети, Жан-Марк; Роберт, Ф .; Valsecchi, Giovanni B .; Сир, К. Э. (2000). «Источники и сроки доставки воды на Землю». Метеоритика и планетология. 35 (6): 1309–1320. Bibcode:2000M и PS ... 35.1309M. Дои:10.1111 / j.1945-5100.2000.tb01518.x. ISSN  1086-9379.
  58. ^ Флоренс Раулен-Серсо; Мари-Кристин Морель; Жан Шнайдер (1998). «От панспермии к биоастрономии, эволюция гипотезы универсальной жизни». Истоки жизни и эволюция биосфер. Springer Нидерланды. 28 (4/6): 597–612. Дои:10.1023 / А: 1006566518046. PMID  11536892. S2CID  7806411.
  59. ^ а б Дж. Джеффри Тейлор (21 августа 2001 г.). «Уран, Нептун и Лунные горы». Открытия исследований в области планетарной науки. Гавайский институт геофизики и планетологии. Получено 2008-02-01.
  60. ^ Морбиделли, Алессандро (3 февраля 2008 г.). «Происхождение и динамическая эволюция комет и их резервуаров». arXiv:astro-ph / 0512256.
  61. ^ а б Циганис, К .; Gomes, R .; Morbidelli, A .; Ф. Левисон, Х. (2005). «Происхождение орбитальной архитектуры планет-гигантов Солнечной системы» (PDF). Природа. 435 (7041): 459–461. Bibcode:2005Натура.435..459Т. Дои:10.1038 / природа03539. PMID  15917800. S2CID  4430973.
  62. ^ Р. Малхотра (1995). «Происхождение орбиты Плутона: последствия для Солнечной системы за пределами Нептуна». Астрономический журнал. 110: 420. arXiv:Astro-ph / 9504036. Bibcode:1995AJ .... 110..420M. Дои:10.1086/117532. S2CID  10622344.
  63. ^ М. Дж. Фогг; Р. П. Нельсон (2007). «Об образовании планет земной группы в системах горячего Юпитера». Астрономия и астрофизика. 461 (3): 1195–1208. arXiv:astro-ph / 0610314. Bibcode:2007 A&A ... 461.1195F. Дои:10.1051/0004-6361:20066171. S2CID  119476713.
  64. ^ "Юпитер, возможно, лишил Марс массы, - указывает новый отчет". Юго-западный исследовательский институт, Сан-Антонио, Техас (Пресс-релиз). 6 июня 2011 г.
  65. ^ Уолш, К. Дж .; Морбиделли, Алессандро; Raymond, S.N .; О'Брайен, Д. П .; Манделл, А. М. (2011). «Низкая масса Марса из-за ранней миграции Юпитера, вызванной газом». Природа. 475 (7355): 206–209. arXiv:1201.5177. Bibcode:2011Натура.475..206Вт. Дои:10.1038 / природа10201. PMID  21642961. S2CID  4431823.
  66. ^ D'Angelo, G .; Марзари, Ф. (2012). «Внешняя миграция Юпитера и Сатурна в эволюционировавших газовых дисках». Астрофизический журнал. 757 (1): 50 (23 стр.). arXiv:1207.2737. Bibcode:2012ApJ ... 757 ... 50D. Дои:10.1088 / 0004-637X / 757/1/50. S2CID  118587166.
  67. ^ Чемберс, Дж. Э. (2013). «Поздняя стадия планетарной аккреции, включая столкновения с разбегом и фрагментацию». Икар. 224 (1): 43–56. Bibcode:2013Icar..224 ... 43C. Дои:10.1016 / j.icarus.2013.02.015.
  68. ^ Изидоро, А .; Haghighipour, N .; Winter, O.C .; Цучида М. (2014). "Формирование планет земной группы в протопланетном диске с локальным истощением массы: успешный сценарий образования Марса". Астрофизический журнал. 782 (1): 31, (20 стр.). arXiv:1312.3959. Bibcode:2014ApJ ... 782 ... 31I. Дои:10.1088 / 0004-637X / 782/1/31. S2CID  118419463.
  69. ^ Fischer, R.A .; Чесла, Ф. Дж. (2014). «Динамика планет земной группы по результатам большого количества симуляций N тел». Письма по науке о Земле и планетах. 392: 28–38. Bibcode:2014E и PSL.392 ... 28F. Дои:10.1016 / j.epsl.2014.02.011.
  70. ^ Кэтрин Хансен (2005). "Орбитальная перестановка для ранней солнечной системы". Geotimes. Получено 2006-06-22.
  71. ^ «Хронология планетных поверхностей». Отдел истории НАСА. Получено 2008-03-13.
  72. ^ а б «Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе подтверждают существование жизни более 3,8 миллиарда лет назад» (Пресс-релиз). Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. 21 июля 2006 г.. Получено 2008-04-29.
  73. ^ Кларк Р. Чепмен (1996). "Риск для цивилизации от внеземных объектов и последствия крушения кометы Шумейкера-Леви 9" (PDF). Abhandlungen der Geologischen Bundeanstalt, Вена. 53: 51–54. ISSN  0016-7800. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-09-10. Получено 2008-05-06.
  74. ^ а б Крейг Б. Агнор; Гамильтон П. Дуглас (2006). «Захват Нептуном его спутника Тритона в гравитационном столкновении с двойной планетой» (PDF). Природа. 441 (7090): 192–194. Bibcode:2006Натура.441..192А. Дои:10.1038 / природа04792. PMID  16688170. S2CID  4420518. Архивировано из оригинал (PDF) 21 июня 2007 г.
  75. ^ а б Морбиделли, Алессандро (3 февраля 2008 г.). «Происхождение и динамическая эволюция комет и их резервуаров». arXiv:astro-ph / 0512256.
  76. ^ Бет Э. Кларк; Роберт Э. Джонсон (1996). «Межпланетное выветривание: эрозия поверхности в космическом пространстве». Eos, Transactions, Американский геофизический союз. 77 (15): 141. Bibcode:1996EOSTr..77Q.141C. Дои:10.1029 / 96EO00094. Архивировано из оригинал 6 марта 2008 г.. Получено 2008-03-13.
  77. ^ а б Bottke, William F .; Durba, D .; Несворный, Д .; и другие. (2005). «Происхождение и эволюция каменных метеоритов» (PDF). Труды Международного астрономического союза. Динамика популяций планетных систем. 197. С. 357–374. Дои:10.1017 / S1743921304008865.
  78. ^ Х. Альфвен; Г. Аррениус (1976). "Маленькие тела". SP – 345 Эволюция Солнечной системы. НАСА. Получено 2007-04-12.
  79. ^ Canup, Робин М .; Уорд, Уильям Р. (30 декабря 2008 г.). Происхождение Европы и галилеевских спутников. Университет Аризоны Press. п. 59. arXiv:0812.4995. Bibcode:2009euro.book ... 59C. ISBN  978-0-8165-2844-8.
  80. ^ D'Angelo, G .; Подолак, М. (2015). «Захват и эволюция планетезималей в круговых дисках». Астрофизический журнал. 806 (1): 29 стр. arXiv:1504.04364. Bibcode:2015ApJ ... 806..203D. Дои:10.1088 / 0004-637X / 806/2/203. S2CID  119216797.
  81. ^ Н. Такато; С. Дж. Бас; и другие. (2004). "Обнаружение глубокого 3-м. Особенности поглощения в спектре Амальтеи (СП) ». Наука. 306 (5705): 2224–7. Bibcode:2004Наука ... 306.2224Т. Дои:10.1126 / science.1105427. PMID  15618511. S2CID  129845022.
    Смотрите также Фрейзер Кейн (24 декабря 2004 г.). "Юпитерианская Луна, вероятно, была захвачена". Вселенная сегодня. Архивировано из оригинал на 2008-01-30. Получено 2008-04-03.
  82. ^ Д. К. Джевитт; С. Шеппард; К. Порко (2004). «Внешние спутники Юпитера и трояны» (PDF). В Фрэн Багенал; Тимоти Э. Доулинг; Уильям Б. Маккиннон (ред.). Юпитер. Планета, спутники и магнитосфера. Издательство Кембриджского университета. С. 263–280. ISBN  0-521-81808-7. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-06-14.
  83. ^ Скотт С. Шеппард. "Спутник гигантской планеты и страница Луны". Персональная веб-страница. Архивировано из оригинал на 2008-03-11. Получено 2008-03-13.
  84. ^ Зейлик и Грегори 1998 С. 118–120.
  85. ^ а б Р. М. Кануп; Э. Асфауг (2001). «Происхождение Луны в результате гигантского удара в конце формирования Земли». Природа. 412 (6848): 708–12. Bibcode:2001Натура 412..708С. Дои:10.1038/35089010. PMID  11507633. S2CID  4413525.
  86. ^ Д. Дж. Стивенсон (1987). «Происхождение Луны - Гипотеза столкновения» (PDF). Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 15 (1): 271–315. Bibcode:1987AREPS..15..271S. Дои:10.1146 / annurev.ea.15.050187.001415. S2CID  53516498.
  87. ^ Дж. Джеффри Тейлор (31 декабря 1998 г.). «Происхождение Земли и Луны». Открытия исследований в области планетарной науки. Гавайский институт геофизики и планетологии. Получено 2007-07-25.
  88. ^ Робин М. Кануп (28 января 2005 г.). "Гигантское столкновение Плутона-Харона" (PDF). Наука. 307 (5709): 546–550. Bibcode:2005Наука ... 307..546C. Дои:10.1126 / science.1106818. PMID  15681378. S2CID  19558835.
  89. ^ Brown, M.E .; Ragozzine, D .; Stansberry, J .; Фрейзер, В. К. (2010). «Размер, плотность и формирование системы Оркус-Вант в поясе Койпера». Астрономический журнал. 139 (6): 2700–2705. arXiv:0910.4784. Bibcode:2010AJ .... 139.2700B. Дои:10.1088/0004-6256/139/6/2700. S2CID  8864460.
  90. ^ а б Дж. Ласкар (1994). «Масштабный хаос в Солнечной системе». Астрономия и астрофизика. 287: L9 – L12. Bibcode:1994A & A ... 287L ... 9L.
  91. ^ Джеральд Джей Сассман; Джек Уиздом (1988). «Численное свидетельство того, что движение Плутона хаотично» (PDF). Наука. 241 (4864): 433–437. Bibcode:1988Научный ... 241..433S. Дои:10.1126 / science.241.4864.433. HDL:1721.1/6038. PMID  17792606. S2CID  1398095.
  92. ^ О. Нерон де Сюрджи; Дж. Ласкар (февраль 1997 г.). «О долгосрочной эволюции вращения Земли». Астрономия и астрофизика. 318: 975–989. Bibcode:1997A & A ... 318..975N.
  93. ^ а б Уэйн Б. Хейс (2007). «Хаотична внешняя Солнечная система?». Природа Физика. 3 (10): 689–691. arXiv:astro-ph / 0702179. Bibcode:2007НатФ ... 3..689ч. Дои:10.1038 / nphys728. S2CID  18705038.
  94. ^ Стюарт, Ян (1997). Играет ли Бог в кости? (2-е изд.). Книги пингвинов. С. 246–249. ISBN  0-14-025602-4.
  95. ^ Дэвид Шига (23 апреля 2008 г.). "Солнечная система может выйти из строя до того, как солнце умрет". Служба новостей NewScientist.com. Получено 2008-04-28.
  96. ^ Батыгин, К .; Лафлин, Г. (2008). «О динамической устойчивости Солнечной системы». Астрофизический журнал. 683 (2): 1207–1216. arXiv:0804.1946. Bibcode:2008ApJ ... 683.1207B. Дои:10.1086/589232. S2CID  5999697.
  97. ^ А. Гайлитис (1980). «Приливный нагрев Ио и орбитальная эволюция спутников Юпитера». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 201 (2): 415–420. Bibcode:1982МНРАС.201..415Г. Дои:10.1093 / минрас / 201.2.415.
  98. ^ Р. Бевилаква; О. Менчи; А. Милани; и другие. (Апрель 1980 г.). «Резонансы и близкие сближения. I. Случай Титана-Гипериона». Земля, Луна и планеты. 22 (2): 141–152. Bibcode:1980МиП .... 22..141Б. Дои:10.1007 / BF00898423. S2CID  119442634.
  99. ^ Брюс Г. Биллс; Грегори А. Нойман; Дэвид Э. Смит; Мария Т. Зубер (2006). «Улучшенная оценка приливной диссипации в пределах Марса по наблюдениям MOLA тени Фобоса» (PDF). Журнал геофизических исследований. 110 (E7): E07004. Bibcode:2005JGRE..11007004B. Дои:10.1029 / 2004JE002376. S2CID  6125538.
  100. ^ К. Ф. Чиба; Д. Г. Янковский; П. Д. Николсон (1989). «Приливная эволюция в системе Нептун-Тритон». Астрономия и астрофизика. 219 (1–2): 23. Bibcode:1989A & A ... 219L..23C.
  101. ^ Дункан и Лиссауэр 1997.
  102. ^ Марк Буйе; Уильям Гранди; Элиот Янг; Лесли Янг; Алан Стерн (2006). «Орбиты и фотометрия спутников Плутона: Харон, S / 2005 P1 и S / 2005». Астрономический журнал. 132 (1): 290–298. arXiv:astro-ph / 0512491. Bibcode:2006AJ .... 132..290B. Дои:10.1086/504422. S2CID  119386667.
  103. ^ Тискарено, М. С. (04.07.2012). «Планетарные кольца». In Kalas, P .; Френч, Л. (ред.). Планеты, звезды и звездные системы. Springer. С. 61–63. arXiv:1112.3305v2. Дои:10.1007/978-94-007-5606-9_7. ISBN  978-94-007-5605-2. S2CID  118494597. Получено 2012-10-05.
  104. ^ Iess, L .; Милицер, Б .; Kaspi, Y .; Николсон, П .; Durante, D .; Racioppa, P .; Anabtawi, A .; Galanti, E .; Hubbard, W .; Мариани, М. Дж .; Tortora, P .; Wahl, S .; Заннони, М. (2019). «Измерение и значение гравитационного поля Сатурна и массы кольца» (PDF). Наука. 364 (6445): eaat2965. Bibcode:2019Научный ... 364.2965I. Дои:10.1126 / science.aat2965. HDL:10150/633328. PMID  30655447. S2CID  58631177.
  105. ^ а б c Джефф Хехт (2 апреля 1994 г.). «Наука: огненное будущее планеты Земля». Новый ученый (1919). п. 14. Получено 2007-10-29.
  106. ^ а б c d е ж грамм час К. П. Шредер; Роберт Коннон Смит (2008). «Переосмысление далекого будущего Солнца и Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 386 (1): 155–163. arXiv:0801.4031. Bibcode:2008МНРАС.386..155С. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.13022.x. S2CID  10073988.
  107. ^ Кнут Йорген; Ред Эдегаард (2004). «Наша меняющаяся солнечная система». Центр международных исследований климата и окружающей среды. Архивировано из оригинал на 2008-10-09. Получено 2008-03-27.
  108. ^ а б Джеффри Стюарт Каргель (2004). Марс: более теплая и влажная планета. Springer. ISBN  1-85233-568-8. Получено 2007-10-29.
  109. ^ Зейлик и Грегори 1998, п. 320–321.
  110. ^ "Введение в переменные катаклизма (CV)". Космический центр имени Годдарда НАСА. 2006. Получено 2006-12-29.
  111. ^ а б c d И. Дж. Сакманн; А. И. Бутройд; К. Э. Кремер (1993). «Наше Солнце. III. Настоящее и будущее». Астрофизический журнал. 418: 457. Bibcode:1993ApJ ... 418..457S. Дои:10.1086/173407.
  112. ^ Зейлик и Грегори 1998, п. 322.
  113. ^ а б Ральф Д. Лоренц; Джонатан И. Лунин; Кристофер П. Маккей (1997). "Титан под красным гигантским солнцем: новый вид" обитаемой "луны" (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 24 (22): 2905–8. Bibcode:1997GeoRL..24.2905L. CiteSeerX  10.1.1.683.8827. Дои:10.1029 / 97GL52843. PMID  11542268. Получено 2008-03-21.
  114. ^ Марк Делеханти. «Солнце, единственная звезда солнечной системы». Астрономия сегодня. Получено 2006-06-23.
  115. ^ К. Р. Рыбицки; К. Денис (2001). «О конечной судьбе Земли и Солнечной системы». Икар. 151 (1): 130–137. Bibcode:2001Icar..151..130R. Дои:10.1006 / icar.2001.6591.
  116. ^ а б Брюс Балик. «Планетарные туманности и будущее Солнечной системы». Персональный сайт. Архивировано из оригинал на 2008-12-19. Получено 2006-06-23.
  117. ^ Б. Т. Гансике; Т. Р. Марш; Дж. Саутворт; А. Ребасса-Мансергас (2006). «Газовый металлический диск вокруг белого карлика». Наука. 314 (5807): 1908–1910. arXiv:astro-ph / 0612697. Bibcode:2006Научный ... 314.1908G. Дои:10.1126 / science.1135033. PMID  17185598. S2CID  8066922.
  118. ^ Ричард В. Погге (1997). "Солнце прошлого и будущего". Новые перспективы в астрономии. Архивировано из оригинал (конспект лекций) на 2005-05-27. Получено 2005-12-07.
  119. ^ Т. С. Меткалф; М. Х. Монтгомери; А. Канаан (2004). "Проверка теории кристаллизации белых карликов с помощью астросейсмологии массивной пульсирующей звезды DA BPM 37093". Астрофизический журнал. 605 (2): L133. arXiv:Astro-ph / 0402046. Bibcode:2004ApJ ... 605L.133M. Дои:10.1086/420884. S2CID  119378552.
  120. ^ Г. Фонтейн; П. Брассар; П. Бержерон (2001). "Возможности космохронологии белых карликов". Публикации Тихоокеанского астрономического общества. 113 (782): 409–435. Bibcode:2001PASP..113..409F. Дои:10.1086/319535.
  121. ^ Стейси Леонг (2002). Гленн Элерт (ред.). «Период обращения Солнца вокруг Галактики (Космический год)». The Physics Factbook (самоиздан). Получено 2008-06-26.
  122. ^ Шпир, Майкл. "Возмущение облака Оорта". Американский ученый. Общество научных исследований. Получено 2008-03-25.
  123. ^ Эрик М. Лейтч; Гаутам Васишт (1998). «Массовые вымирания и встречи Солнца со спиральными руками». Новая астрономия. 3 (1): 51–56. arXiv:Astro-ph / 9802174. Bibcode:1998NewA .... 3 ... 51л. Дои:10.1016 / S1384-1076 (97) 00044-4. S2CID  17625755.
  124. ^ а б c d е Фрейзер Кейн (2007). "Когда наша галактика врезается в Андромеду, что происходит с Солнцем?". Вселенная сегодня. Получено 2007-05-16.
  125. ^ а б Дж. Т. Кокс; Авраам Леб (2007). «Столкновение Млечного Пути и Андромеды». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 386 (1): 461–474. arXiv:0705.1170. Bibcode:2008МНРАС.386..461С. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2008.13048.x. S2CID  14964036.
  126. ^ НАСА (31 мая 2012 г.). «Хаббл НАСА показывает, что Млечный Путь обречен на лобовое столкновение». НАСА. Получено 2012-10-13.
  127. ^ а б Саймон А. Уайлд; Джон В. Вэлли; Уильям Х. Пек; Колин М. Грэм (2001). «Доказательства существования континентальной коры и океанов на Земле 4,4 млрд лет назад» по детритовым цирконам. (PDF). Природа. 409 (6817): 175–8. Bibcode:2001 Натур. 409..175 Вт. Дои:10.1038/35051550. PMID  11196637. S2CID  4319774.
  128. ^ Гэри Эрнст Уоллес (2000). «Место Земли в Солнечной системе». Земные системы: процессы и проблемы. Издательство Кембриджского университета. С. 45–58. ISBN  0-521-47895-2.
  129. ^ а б Кортленд, Рэйчел (2 июля 2008 г.). "Неужели новорожденная Земля питала жизнь?". Новый ученый. Получено 13 апреля, 2014.
  130. ^ Барроу, Джон Д.; Типлер, Фрэнк Дж. (1986). Антропный космологический принцип 1-е издание 1986 г. (переработано в 1988 г.). Oxford University Press. ISBN  978-0-19-282147-8. LCCN  87028148.

Библиография

  • Дункан, Мартин Дж .; Лиссауэр, Джек Дж. (1997). «Орбитальная устойчивость спутниковой системы Урана». Икар. 125 (1): 1–12. Bibcode:1997Icar..125 .... 1D. Дои:10.1006 / icar.1996.5568.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Zeilik, Michael A .; Грегори, Стивен А. (1998). Вводная астрономия и астрофизика (4-е изд.). Издательство колледжа Сондерс. ISBN  0-03-006228-4.CS1 maint: ref = harv (связь)

внешняя ссылка