Teoria dell'accrescimento

Qual è la teoria dell'accrescimento?

IL TEriorio di Acrecion (o aumento) nell'astrofisica, spiega che i pianeti e altri corpi celesti sono formati dalla condensazione di piccole particelle di polvere, attratti dalla forza di gravità. 

L'idea che i pianeti siano formati in questo modo fu presentata dal geofisico russo Otto Schmidt (1891-1956) nel 1944; Ha proposto che un'enorme nuvola di gas e polvere, in disco a forma di piatta, circondava il sole all'inizio del sistema solare. 

Figura 1. Concetto artistico del disco protoplanetario, da cui i pianeti sono formati per accrescimento. Fonte: Wikimedia Commons.

Schmidt ha detto che il sole aveva acquisito questa nuvola in combinazione con un'altra stella, che trasportava dal suo movimento attraverso la galassia, passò contemporaneamente attraverso una ricca nebulosa in polvere e gas. La vicinanza dell'altra stella ha aiutato la nostra a catturare la questione che è stata successivamente condensata.

Le ipotesi sulla formazione del sistema solare sono raggruppate in due categorie: evoluzionisti e catastrofi. Il primo afferma che sia il sole che i pianeti si evolvono da un singolo processo e risalgono alle idee proposte da Inmanuel Kant (1724-1804) e Pierre Simon de Laplace (1749-1827).

Quest'ultimo indica un evento catastrofico, come la collisione o la vicinanza con un'altra stella, come fattori scatenanti della formazione planetaria. All'inizio, l'ipotesi di Schmidt è entrata in questa categoria.

Spiegazione

Al giorno d'oggi ci sono osservazioni dei sistemi di stelle giovani e un potere computazionale sufficiente per realizzare simulazioni numeriche. Questo è il motivo per cui le teorie catastrofiche sono state abbandonate a favore degli evoluzionisti.

IL Ipotesi nebulare della formazione del sistema solare è la più accettata dalla comunità scientifica, mantenendo l'accrescimento come processo di creazione del pianeta.

Nel caso del nostro sistema solare, 45 miliardi di anni fa l'attrazione gravitazionale raccolse piccole particelle di polvere cosmica - le cui dimensioni vanno da un angstrom a 1 centimetro - attorno a un punto centrale, formando una nuvola.

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Questa nuvola era il luogo di nascita del sole e dei suoi pianeti. Si ipotizza che l'origine della polvere cosmica potrebbe essere la precedente esplosione di una supernova: una stella che è crollata violentemente e ha diffuso i suoi resti attraverso lo spazio. 

Nelle aree più dense della nuvola, le particelle si scontrarono più frequentemente a causa della loro vicinanza e iniziarono a perdere energia cinetica.

Quindi l'energia gravitazionale ha causato il crollo della nuvola sotto la propria gravità. Così uno è nato Protoestrella. La gravità ha continuato ad agire per formare un album, da cui i pianeti sono stati formati per primi e più tardi. 

Nel frattempo, il sole al centro è stato compatto e quando ha raggiunto una certa massa critica, hanno iniziato a verificarsi reazioni di fusione nucleare all'interno. Queste reazioni sono quelle che mantengono il sole e qualsiasi stella.

Le particelle di altamente energia sono state spinte dal sole, quello che è noto come vento solare. Ciò ha contribuito a pulire i rifiuti, gettandoli verso l'esterno.

Formazione del pianeta

Gli astronomi presumono che dopo la nascita del nostro King Star, l'album Dust and Gas che lo circondava sia rimasto lì per almeno 100 milioni di anni, dando abbastanza tempo per la formazione planetaria. 

figura 2. Schema del sistema solare oggi. Fonte: Wikimedia Commons.

Nella nostra scala temporale, questo periodo sembra un'eternità, ma in realtà è solo un breve momento al tempo dell'universo. 

In questo momento si sono formati oggetti più grandi, di circa 100 km di diametro, chiamati pianeti pianeti. Sono gli embrioni di un futuro pianeta. 

L'energia del neonato SOL ha contribuito a evaporare i gas e le polveri del disco e ciò ha abbreviato il tempo di nascita dei nuovi pianeti. Nel frattempo, le collisioni hanno continuato ad aggiungere la materia, dal momento che questo è proprio l'accrescimento.

Modelli di formazione planetaria

Quando osservi le giovani stelle di addestramento, gli scienziati gestiscono come si è formato il nostro sistema solare. All'inizio c'era una difficoltà: queste stelle sono nascoste nella gamma di frequenze visibili, a causa delle nuvole di polvere cosmica che le circondano.

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Ma grazie ai telescopi con sensori a infrarossi, la nuvola di polvere cosmica può essere trasferita. È stato dimostrato che nella maggior parte dei casi lattiginosi ci sono stelle in formazione e sicuramente pianeti che le accompagnano.

Tre modelli

Con tutte le informazioni raccolte fino ad oggi, sono stati proposti tre modelli sulla formazione planetaria. Il più accettato è quello della teoria dell'accrescimento, che funziona bene per i pianeti rocciosi come la Terra, sebbene non tanto per i giganti gassosi come Giove e altri pianeti esterni.

Il secondo modello è una variante del precedente. Ciò afferma che si formano prime rocce, che sono attratte gravitalmente l'una dall'altra, accelerando la formazione planetaria.

Infine, il terzo modello si basa sull'instabilità dell'album ed è quello che spiega meglio la formazione di giganti gassosi.

Il modello di accrescimento nucleare e pianeti rocciosi

Con la nascita del sole, il materiale rimanente ha iniziato a raggruppare. Si sono formati cluster più grandi e elementi leggeri come l'elio e l'idrogeno sono stati spazzati dal vento solare nelle regioni più lontane dal centro.

In questo modo, gli elementi e i composti più pesanti, come metalli e silicati, potrebbero dare origine ai pianeti rocciosi vicino al sole. Successivamente, è stato lanciato un processo di differenziazione geochimica e i vari strati della Terra si sono formati.

D'altra parte, è noto che l'influenza del vento solare diminuisce con la distanza. Lontano dal sole i gas formati da elementi leggeri possono unirsi. A queste distanze, le temperature del gelo promuovono la condensazione delle molecole di acqua e metano, dando origine a pianeti gassosi.

Gli astronomi affermano che esiste un confine, chiamato "linea di ghiaccio" tra Marte e Giove, lungo la cintura di asteroidi. Lì la frequenza delle collisioni era più bassa, ma l'alto tasso di condensazione ha dato origine a pianeti molto più grandi.

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In questo modo sono stati creati i pianeti giganti, in un processo che ha richiesto curiosamente meno tempo di quello della formazione dei pianeti rocciosi.

La teoria dell'accrescimento ed esopianeti

Con la scoperta di esopianeti e le informazioni raccolte su di essi, gli scienziati sono abbastanza sicuri che il modello di accrescimento sia il processo principale della formazione planetaria.

È perché il modello spiega molto correttamente la formazione di pianeti rocciosi come la Terra. Nonostante tutto, una buona parte degli esopianeti scoperti finora sono di tipo gassoso, di dimensioni paragonabili a quella di Giove o molto più grande.

Le osservazioni sottolineano anche che i pianeti gassosi predominano attorno alle stelle con elementi più pesanti nei loro nuclei. D'altra parte, i rocciosi si formano attorno alle stelle dei nuclei leggeri e il sole è uno di questi.

Figura 3. Rappresentazione artistica dell'Exoplanet Kepler 62F attorno alla sua stella, nella costellazione di Lira. Fonte: Wikimedia Commons.

Ma nel 2005 un esopianeta roccioso è stato finalmente scoperto in orbita attorno a una stella solare. In un certo senso questa scoperta e gli altri che gli sono accaduti, indicano che anche i pianeti rocciosi sono relativamente abbondanti.

Per lo studio di Exoplanets e della loro formazione, nel 2017 l'Agenzia spaziale europea ha lanciato il Cheops Satellite (Caratterizzare il satellite esopianets). Il satellite utilizza un fotometro molto sensibile per misurare la luce da altri sistemi stellari.

Il veicolo spaziale di Exoplanet Satellite Exoplanet (Cheops) dell'Agenzia spaziale europea (ESA)

Quando un pianeta passa davanti alla sua stella, sperimenta una riduzione della luminosità. Analizzare questa luce, le dimensioni possono essere conosciute e se sono pianeti giganti giganti o rocciosi come Terra e Marte.

Delle osservazioni nei sistemi giovani, si può capire come si verifica l'accrescimento nell'addestramento planetario.

Riferimenti

1. Paese. Questo è "Cheops", il satellite spagnolo per misurare gli esopianeti. Recuperato da: Elpais.com.
2. Cacciatori di pianeti. Cosa capiamo veramente della formazione planetaria?. Recuperato da: blog.Pianetunters.org.
3. Sergeev, a. Nato dalla polvere. Recuperato da: vokrugsveta.Ru.
4. Formazione del sistema solare. Capitolo 8. Estratto da: ASP.Colorado.Edu.
5. Taylor, n. Come si è formato il sistema solare? Recuperato da: spazio.com.
6. Woolfson, m.L'origine e l'evoluzione del sistema solare. Recuperato da: accademico.Oup.com.