Динамична Вселена
Положението на системата Юпитер в Слънчевата система
Започвайки да говорим за системата на Юпитер, човек не може да не каже поне основното за нейното място в Слънчевата система. Астрономите от миналото са предлагали много теории за формирането на Слънчевата система. Ото Юлиевич Шмид в средата на ХХ век предполага, че Слънцето, въртящо се около центъра на Галактиката, е уловило облак от отломки, прах и газ в гравитационната си прегръдка. От веществото на този огромен студен облак, според неговата теория, са се образували студени плътни предпланетни тела - планетезимали. Нямам нищо против улавянето на такъв облак от Слънцето. Въпреки това, освен камъни, прах и газове в продължение на много години скитания около Галактиката, нашата звезда би могла да вземе и по-големи тела - планети в почти оформена форма. Това може да са ядрата на изчезнали звезди и парчета тежка протоматерия, които са се образували в резултат на експлозията на черни дупки.
Фигура: 1. Сравнителни размери на телата на Слънчевата система.
Ако масата на пропланета е 1-2 земни маси, тя е в състояние да улавя прах и газ и да формира атмосфера около себе си. Постепенно той избира всички отломки и целия газ в своята орбита и процесът се забавя.
В нашата слънчева система по периферията са се образували гигантски планети, способни да задържат огромни газови черупки близо до тях. Първичната атмосфера на гигантските планети, както и самото Слънце, се състоеше от водород и хелий. Масите на ядрата на гигантските планети са приблизително еднакви и равни на 15–20 маси на Земята. Колкото по-голяма е масата на протопланетата, толкова по-бързо се натрупва газ върху нея.
Уран и Нептун растат дори по-бавно от Юпитер и Сатурн. По това време в Слънчевата система е имало още по-малко газ поради действието на слънчевия вятър, така че Уран и Нептун съдържат по-малко водород в проценти от Юпитер.
По-малко масивни планети са се образували в центъра на Слънчевата система. Тук слънчевият вятър издуха малки частици и газ. Но по-тежките частици, напротив, клонят към центъра. Слънчевите приливи забавиха въртенето на планетите близо до Слънцето - Меркурий и Венера.
Фигура 2. Наклон на осите на въртене на планетите към равнините на техните орбити. Смяната на сезоните на планетата зависи от ъгъла на наклона на екватора на планетата към орбиталната равнина и от удължението на орбитата на планетата. Последователност на планетите далеч от слънцето (отляво надясно).
Компютърните експерименти демонстрират забележително свойство на нашата планетарна система: преминаването на звезда с маса около 0,1 слънчеви маси през нейните външни региони малко ще промени орбитите на земните планети. Същото не може да се каже за отдалечени обекти, разположени в облака на Оорт, за които разстоянието от Слънцето е стотици пъти по-голямо от радиуса на земната орбита.
Фигура: 3. Полу-големите оси на планетарните орбити следват добре правилото на Тиций-Боде. Теоретичната графика е подчертана в червено, реалните размери на орбитите са в синьо.
Гравитационното поле на Галактиката нарушава орбитите на малки тела в покрайнините на Слънчевата система и дори кара те да се появяват в орбитата на Земята. Факт е, че телата, уловени от Слънцето в неговата гравитационна прегръдка, отначало имат силно удължени орбити и едва след това, с всяка революция, поради приливни сили, орбитите им стават по-малко удължени.
Що се отнася до Слънцето, централното тяло на Слънчевата система, се смята, че това е типична звезда от главната последователност, чийто баланс се дължи на равенството на силите на газовото налягане и гравитацията. Слънцето съществува от 5 милиарда години и все още ще излъчва почти постоянен поток от енергия поради протичащите върху него процеси. След това, в съответствие със законите на звездната еволюция, Слънцето ще се превърне в червен гигант и радиусът му ще се увеличи значително, ще стане по-голям от земната орбита. След това газовата обвивка ще се разсее и на мястото на Слънцето ще остане бяло джудже. Този остатък от нашето бивше светило ще подчертае запасите от топлинна енергия в продължение на милиарди години, постепенно превръщайки се в невидим студен обект. Впоследствие, попадайки в гравитационното поле на друга звезда, този тъмно охладен обект може да се превърне в една от планетите на новата планетарна система.
Съвременната планетарна космогония е изправена пред много въпроси, които изискват строго решение. Един такъв въпрос е парадоксът на въртящия момент. Протопланетарните дискове имат малка маса, 10-100 пъти по-малка от централната звезда. Така например, в Слънчевата система 99,8% от масата се съдържа в слънцето. Основният въртящ момент обаче са планетите. Въпросът за преразпределението на ротационния момент от централната част на кондензиращия облак от газ и прах към периферията е много актуален и все още не е решен. Това още веднъж предполага, че общоприетата хипотеза за произхода на Слънчевата система от облак от газове и прах е неправилна. Най-вероятно това не беше облак от прах и газ, а уловени тежки тела, които донесоха голям въртящ момент в Слънчевата система.