Jak powstał Układ Słoneczny?

Powstanie Układu Słonecznego

Układ Słoneczny, w którym znajduje się nasza planeta – Ziemia, Słońce i inne ciała niebieskie, powstał około 14 miliardów lat temu. To właśnie wtedy swoje istnienie zaczęła cała przestrzeń, czas, a potem także materia. Wtedy nie było jeszcze gwiazd. Z początku w kosmosie nie było niczego innego niż wysokoenergetyczne promieniowanie i późniejsze cząstki elementarne (elektrony, protony i neutrony).

To, jak wyglądał wszechświat około 1 miliard lat po Wielkim Wybuchu, możemy wyobrazić sobie dzięki teleskopowi Hubble’a. Potrafi on wykonać zdjęcie bardzo odległych kosmicznych obiektów, które wyglądem i kształtem przypominają kolorowe cukierki – tak właśnie wyglądało wtedy niebo.

Jak powstały gwiazdy i pierwiastki?

Po około 400 tysiącach lat Wszechświat bardzo się powiększył. Nastąpiło również jego duże ochłodzenie, dzięki czemu mogły zacząć tworzyć się chmury wodoru z domieszką helu.  To właśnie z nich powstały pierwsze gwiazdy. Jak do tego doszło? Wodorowo-helowe obłoki zaczęły łączyć się w większe i gęstsze skupiska, które z biegiem czasu zaczęły zapadać się pod swoim ciężarem (dzięki własnej grawitacji). W środku takich obłoków temperatura i gęstość bardzo szybko rosły, do tego stopnia, że po niespełna kilkudziesięciu tysiącach lat wyzwalały się w ich jądrach reakcje termojądrowe.

Mniej więcej równolegle, w tym samym czasie, w pobliżu młodych gwiazd, zaczęły powstawać zarodki przyszłych planet. Bardzo szybki i zwinny gwiezdny pył zdmuchnął wszechobecne pyły i gazy daleko na krańce układów, gdzie następnie doszło do ich kondensacji w jądra kometarne. Oczywiście, nie wszystkie gwiazdy we wszechświecie powstały na samym jego początku – później również obserwowano te zjawiska. Przykładem takiej „późnej” gwiazdy jest nasze Słońce. Powstało ono około osiem miliardów lat po Wielkim Wybuchu.

Cały wszechświat na początku swojego istnienia zbudowany był z wodoru i helu – najbardziej popularnych pierwiastków na dzisiejszej Ziemi. Jednak życie nie mogło powstać tylko z tych dwóch cząstek. Wszystkie inne niezbędne pierwiastki: węgiel, wapń, żelazo, złoto, tlen, platynę, azot wyprodukowały gwiazdy. Jak to możliwe? W gwiazdach zachodziły reakcje jądrowe, dzięki którym doszło do zmiany wodoru w hel i wielu, wielu innych tego typu transformacji. Po zagładzie gwiazdy wszystkie te pierwiastki dostawały się do atmosfery. Tam dochodziło do mieszania się ich z pierwotnym wodorem i helem. Pierwiastki bardziej złożone stały się prekursorami nowych gwiazd i planet.

Jaka była rola Słońca w formowaniu życia?

Gdyby nasza planeta była nieco starsza, jej losy z pewnością potoczyłyby się inaczej.  W czasie powstawania Słońca i planet nie byłoby w naszej okolicy dostatecznych zasobów pierwiastków, które wytworzony były przez gwiazdy. Gdyby brakowało cięższych pierwiastków, nie mogłyby dojść do powstania planet – tworzyłyby się tylko nowe gwiazdy.

Z drugiej strony, gdyby Słońce było młodsze, na poszczególnych planetach nie zdołałoby się wykształcić życie, nie wspominając już o jego rozumnych formach.

Jak powstało Słońce?

Do powstania Układu Słonecznego w dużej mierze przyczynił się wybuch, eksplozja supernowej. Wyrzuciła ona ogrom materii, która zaczęła stymulować powstawanie gwiazd w chmurze molekularnej i spowodowała, że w atmosferze pojawiło się bardzo dużo nowych pierwiastków ciężkich. Wkrótce po tym powstał zarodek Słońca – jądro o średnicy około dziesięć lat świetlnych.

W miarę jak gęstość materii rosła, rosła też jej temperatura. W ciągu bardzo długiego czasu – około setek tysięcy lat,  wodór i inne pierwiastki stworzyły bardzo szybko poruszający się (wirujący) dysk. W środku tego dysku formowało się tak zwane Prasłońce. Jego temperaturę na powierzchni szacuje się na około kilkuset stopni Celsjusza. Prasłońce posiadało dużo większą średnicę od dzisiejszego Słońca. Także jego masa była większa – około dwa razy.

Z czasem temperatura w środku dysku rosła. Pierwsze oznaki świecenia wysyłane były w zakresie podczerwieni. Pyły widoczne we wnętrzu dysku zaczęły łączyć się w coraz większe skupiska i tworzyły już bryły. Doszło tutaj do bardzo ciekawego zjawiska. Mianowicie, w środku Prasłońca panowała dużo wyższa temperatura niż na jego obrzeżach. Dlatego tez wodny lód i inne substancje ciekłe powędrowały na obrzeża dysku.

Temperatura prototypu Słońca osiągnęła już temperaturę 2000 K. W jego niedalekim sąsiedztwie panowała temperatura – 70 stopni Celsjusza, czyli dziesięciokrotnie mniej. Wygląda więc na to, że Ziemia wcale nie znajdowała się w dobrej pozycji do wytworzenia życia. Dobroczynne pierwiastki skumulowały się w zupełnie innym miejscu. Z tego powodu w pobliżu Słońca obserwujemy teraz planety kamienne, a dalej od niego gazowe bez stałej powierzchni.