Формирование и эволюция Солнечной системы

Моделирование его структуры и состава

Художественная концепция протопланетного диска.

Есть данные, что формирование Солнечной системы началось около 4,6 миллиардов лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского молекулярного облака . ^[1] Большая часть коллапсирующей массы собралась в центре, образовав Солнце , а остальная часть сплюснулась в протопланетный диск , из которого сформировались планеты , луны , астероиды и другие небольшие тела Солнечной системы .

Эта модель, известная как небулярная гипотеза , была впервые разработана в 18 веке Эммануэлем Сведенборгом , Иммануилом Кантом и Пьером-Симоном Лапласом . Ее последующее развитие переплело множество научных дисциплин, включая астрономию , химию , геологию , физику и планетологию . С момента начала космической эры в 1950-х годах и открытия экзопланет в 1990-х годах модель подвергалась сомнению и уточнялась с учетом новых наблюдений.

Солнечная система претерпела значительные изменения с момента своего первоначального образования. Многие спутники образовались из дисков газа и пыли, вращающихся вокруг родительских планет, в то время как другие спутники, как полагают, сформировались независимо, а затем были захвачены своими планетами. Третьи, такие как земная Луна , могут быть результатом гигантских столкновений . Столкновения между телами происходили постоянно и по сей день и сыграли центральную роль в эволюции Солнечной системы. За пределами Нептуна образовалось множество объектов размером с субпланету. Было обнаружено несколько тысяч транснептуновых объектов . В отличие от планет, эти транснептуновые объекты преимущественно движутся по эксцентричным орбитам, наклоненным к плоскости планет. Положения планет могли сместиться из-за гравитационного взаимодействия. ^[2] Планетарная миграция, возможно, была ответственна за большую часть ранней эволюции Солнечной системы. ^{[ по мнению кого? ]}

Примерно через 5 миллиардов лет Солнце остынет и расширится во много раз больше своего нынешнего диаметра (став красным гигантом ), прежде чем отбросить свои внешние слои в виде планетарной туманности и оставить после себя звездный остаток, известный как белый карлик . В далеком будущем гравитация проходящих звезд постепенно сократит свиту планет Солнца. Некоторые планеты будут уничтожены, а другие выброшены в межзвездное пространство . В конечном итоге, в течение десятков миллиардов лет вполне вероятно, что у Солнца не останется ни одного из первоначальных тел на орбите вокруг него. ^[3]

История

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 было 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 формирования и эволюции Солнечной системы было общее признание гелиоцентризма , согласно которому Солнце располагалось в центре системы, а Земля — на орбите вокруг него. Эта концепция разрабатывалась на протяжении тысячелетий ( Аристарх Самосский предложил ее еще в 250 г. до н.э.), но не получила широкого распространения до конца 17 века. Первое зарегистрированное использование термина «Солнечная система» датируется 1704 годом. ^[4]

Современная стандартная теория формирования Солнечной системы, небулярная гипотеза , то впадала в популярность, то теряла ее с тех пор, как ее сформулировали Эммануил Сведенборг , Иммануил Кант и Пьер-Симон Лаплас в 18 веке. Наиболее существенной критикой гипотезы была ее очевидная неспособность объяснить относительное отсутствие углового момента Солнца по сравнению с планетами. ^[5] Однако с начала 1980-х годов исследования молодых звезд показали, что они окружены холодными дисками из пыли и газа, точно так, как предсказывает небулярная гипотеза, что привело к ее повторному принятию. ^[6]

Понимание того, как Солнце, как ожидается, будет продолжать развиваться, требовало понимания источника его энергии. Подтверждение Артуром Стэнли Эддингтоном теории относительности Альберта Эйнштейна привело его к осознанию того, что энергия Солнца возникает в результате реакций ядерного синтеза в его ядре, превращающих водород в гелий. ^[7] В 1935 году Эддингтон пошел еще дальше и предположил, что внутри звезд могут образовываться и другие элементы. ^[8] Фред Хойл развил эту предпосылку, утверждая, что эволюционировавшие звезды, называемые красными гигантами, создали в своих ядрах множество элементов тяжелее водорода и гелия. Когда красный гигант наконец сбросит свои внешние слои, эти элементы будут переработаны для формирования других звездных систем. ^[8]

Формирование

Предсолнечная туманность

Небулярная гипотеза гласит, что Солнечная система образовалась в результате гравитационного коллапса фрагмента гигантского молекулярного облака , ^[9] скорее всего, на краю пузыря Вольфа-Райе . ^[10] Облако имело размер около 20  парсеков (65 световых лет) в поперечнике, ^[9] а фрагменты имели диаметр примерно 1 парсек (три с четвертью светового года ). ^[11] Дальнейшее разрушение фрагментов привело к образованию плотных ядер  размером 0,01–0,1 парсека (2000–20 000 а.е. ). ^{[a] [9] [12]} Один из этих коллапсирующих фрагментов (известный как предсолнечная туманность ) сформировал то, что впоследствии стало Солнечной системой. ^[13] Состав этой области с массой, чуть превышающей массу Солнца ( M ☉ ), был примерно таким же, как у Солнца сегодня, с водородом , гелием и следовыми количествами лития , полученными в результате нуклеосинтеза Большого взрыва , образуя около 98% его массы. Остальные 2% массы состояли из более тяжелых элементов , созданных в результате нуклеосинтеза в более ранних поколениях звезд. ^[14] В конце жизни этих звезд они выбросили более тяжелые элементы в межзвездную среду . ^[15] Некоторые ученые дали имя Коатликуэ гипотетической звезде, которая стала сверхновой и создала предсолнечную туманность.

Изображение протопланетных дисков в туманности Ориона , звездной колыбели шириной в световые годы, вероятно, очень похожей на первичную туманность, из которой образовалось Солнце, сделанное Хабблом.

Возраст самых старых включений, обнаруженных в метеоритах , которые, как полагают, являются следами первого твердого материала, образовавшегося в предсолнечной туманности, составляет 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 короткоживущих звездах. Это указывает на то, что поблизости произошла одна или несколько сверхновых . Ударная волна сверхновой могла спровоцировать образование Солнца, создав относительно плотные области внутри облака, что привело к коллапсу этих областей. ^{[16] [17]} Высокооднородное распределение железа-60 в Солнечной системе указывает на возникновение этой сверхновой и выброс железа-60 задолго до аккреции туманной пыли в планетарные тела. ^[18] Поскольку только массивные, недолговечные звезды производят сверхновые, Солнце, должно быть, сформировалось в большой области звездообразования, которая произвела массивные звезды, возможно, подобные туманности Ориона . ^{[19] [20]} Исследования структуры пояса Койпера и аномальных материалов внутри него позволяют предположить, что Солнце образовалось в скоплении из 1000–10 000 звезд диаметром от 6,5 до 19,5 световых лет и коллективной массой 3000 световых лет.  М ☉ . Это скопление начало распадаться между 135 и 535 миллионами лет после образования. ^{[21] [22]} Несколько симуляций нашего молодого Солнца, взаимодействующего с близко проходящими звездами в течение первых 100 миллионов лет его жизни, привели к появлению аномальных орбит, наблюдаемых во внешней части Солнечной системы, таких как отдельные объекты . ^[23]

Из-за сохранения углового момента туманность вращалась быстрее при коллапсе. По мере того как материал внутри туманности конденсировался, атомы внутри нее начали сталкиваться с возрастающей частотой, преобразуя свою кинетическую энергию в тепло . Центр, где собралась большая часть массы, становился все более горячим, чем окружающий диск. ^[11] В течение примерно 100 000 лет, ^[9] конкурирующие силы гравитации , давления газа, магнитных полей и вращения заставили сжимающуюся туманность сплющиться во вращающийся протопланетный диск диаметром около 200 а.е. ^[11] и сформировать горячий , плотная протозвезда (звезда, в которой еще не начался синтез водорода) в центре. ^[24] Поскольку около половины всех известных звезд образуют системы из нескольких звезд, а Юпитер состоит из тех же элементов, что и Солнце (водород и гелий), было высказано предположение, что Солнечная система могла быть на ранней стадии своего формирования протозвездной системой. Юпитер является второй, но неудавшейся протозвездой, но у Юпитера слишком мала масса, чтобы вызвать термоядерный синтез в его ядре и таким образом стать звездой; на самом деле он моложе Солнца и самой старой планеты Солнечной системы. ^{[25] [26]}

Считается , что на этом этапе эволюции Солнца Солнце было звездой типа Т Тельца . ^[27] Исследования звезд Т Тельца показывают, что их часто сопровождают диски допланетного вещества с массами 0,001–0,1  M _☉ . ^[28] Эти диски простираются на несколько сотен  а.е. — космический телескоп Хаббл наблюдал протопланетные диски диаметром до 1000 а.е. в областях звездообразования, таких как туманность Ориона ^[29] — и они довольно холодные, достигая температуры поверхности всего около 1000 К (730 ° C; 1340 ° F) в самом жарком состоянии. ^[30] В течение 50 миллионов лет температура и давление в ядре Солнца стали настолько высокими, что его водород начал плавиться, создавая внутренний источник энергии, который противодействовал гравитационному сжатию до тех пор, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие . ^[31] Это ознаменовало вступление Солнца в главную 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. ^[32]

По мере того как ранняя Солнечная система продолжала развиваться, она в конечном итоге отделилась от своих братьев и сестер в звездном питомнике и продолжила вращаться вокруг центра Млечного Пути самостоятельно. Вероятно, Солнце отклонилось от своего первоначального орбитального расстояния от центра галактики. Химическая история Солнца предполагает, что оно могло образоваться на расстоянии целых 3 кпк ближе к ядру галактики. ^[33]

Среда рождения Солнечной системы

Как и большинство звезд, Солнце, вероятно, образовалось не изолированно, а как часть молодого звездного скопления . ^[34] Есть несколько признаков, которые намекают на то, что среда скопления оказала некоторое влияние на молодую, все еще формирующуюся Солнечную систему. Например, уменьшение массы за пределами Нептуна и крайняя эксцентричная орбита Седны были интерпретированы как признак того, что Солнечная система находилась под влиянием среды ее рождения. Вопрос о том, можно ли интерпретировать присутствие изотопов железа-60 и алюминия-26 как признак рождения скопления, содержащего массивные звезды, все еще обсуждается. Если бы Солнце было частью звездного скопления, на него могли бы повлиять близкие пролеты других звезд, сильное излучение близлежащих массивных звезд и выбросы сверхновых , происходящих поблизости.

Формирование планет

Считается, что различные планеты образовались из солнечной туманности — дискообразного облака газа и пыли, оставшегося после формирования Солнца. ^[35] В настоящее время общепринятым методом формирования планет является аккреция , при которой планеты начинались как пылинки, вращавшиеся вокруг центральной протозвезды. В результате прямого контакта и самоорганизации эти зерна сформировались в комки диаметром до 200 м (660 футов), которые, в свою очередь, столкнулись, образовав более крупные тела ( планетезимали ) размером около 10 км (6,2 мили). Они постепенно увеличивались в результате дальнейших столкновений, увеличиваясь со скоростью сантиметров в год в течение следующих нескольких миллионов лет. ^[36]

Внутренняя Солнечная система , область Солнечной системы внутри 4 а.е., была слишком теплой для конденсации летучих молекул, таких как вода и метан, поэтому образовавшиеся там планетезимали могли образовываться только из соединений с высокими температурами плавления, таких как металлы (например, железо) . , никель и алюминий ) и горные силикаты . Эти каменистые тела станут планетами земной группы ( Меркурий , Венера , Земля и Марс ). Эти соединения довольно редки во Вселенной, составляя всего 0,6% массы туманности, поэтому планеты земной группы не могли вырасти очень большими. ^[11] Земные зародыши выросли примерно до 0,05 массы Земли ( ME ) и перестали 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 своих нынешних размеров. ^[37]

Когда формировались планеты земной группы, они оставались погруженными в диск газа и пыли. Давление частично поддерживало газ, поэтому он не вращался вокруг Солнца так быстро, как планеты. Возникшее сопротивление и, что более важно, гравитационное взаимодействие с окружающим материалом вызвали передачу углового момента , в результате чего планеты постепенно перешли на новые орбиты. Модели показывают, что скорость миграции определялась изменениями плотности и температуры в диске, ^{[38] [39],} но общая тенденция заключалась в том, что внутренние планеты мигрировали внутрь по мере того, как диск рассеивался, оставляя планеты на их текущих орбитах. ^[40]

Планеты -гиганты ( Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун ) сформировались дальше, за линией замерзания , которая является точкой между орбитами Марса и Юпитера, где материал достаточно прохладен, чтобы летучие ледяные соединения оставались твердыми. Льдов, из которых образовались планеты -гиганты , было больше, чем металлов и силикатов, из которых образовались планеты земной группы, что позволило планетам-гигантам стать достаточно массивными, чтобы захватывать водород и гелий, самые легкие и распространенные элементы. ^[11] Планетезимали за линией замерзания накопили до 4  M _E примерно за 3 миллиона лет. ^[37] Сегодня четыре планеты-гиганта составляют чуть менее 99% всей массы, вращающейся вокруг Солнца. ^[б] Теоретики полагают, что Юпитер не случайно находится сразу за линией замерзания. Поскольку линия инея накопила большое количество воды за счет испарения падающего ледяного материала, она создала область более низкого давления, которая увеличила скорость вращения частиц пыли и остановила их движение к Солнцу. По сути, линия инея действовала как барьер, который вызывал быстрое накопление материала на расстоянии ~ 5 а.е. от Солнца. _{Этот избыточный материал объединился в большой зародыш ( или} ядро) размером порядка 10  ME , который начал накапливать оболочку за счет аккреции газа из окружающего диска со все возрастающей скоростью. ^{[41] [42]} Как только масса оболочки стала примерно равна массе твердого ядра, рост начался очень быстро, достигнув примерно 150 масс Земли примерно через 10 ⁵  лет и, наконец, достигнув максимума при 318  M _E . ^[43] Сатурн, возможно, обязан своей существенно меньшей массой просто тому, что он образовался через несколько миллионов лет после Юпитера, когда было меньше газа, доступного для потребления. ^{[37] [44]}

Звезды Т Тельца, такие как молодое Солнце, имеют гораздо более сильные звездные ветры , чем более стабильные и старые звезды. Считается, что Уран и Нептун сформировались после Юпитера и Сатурна, когда сильный солнечный ветер унес большую часть материала диска. _{В результате на этих планетах накопилось мало водорода и гелия — не} более 1  МЭ каждая. Уран и Нептун иногда называют неудавшимися ядрами. ^[45] Основная проблема с теориями образования этих планет – это временные рамки их формирования. В нынешних местах для срастания их ядер потребовались бы миллионы лет. ^[44] Это означает, что Уран и Нептун, возможно, сформировались ближе к Солнцу — рядом или даже между Юпитером и Сатурном — и позже мигрировали или были выброшены наружу (см. «Планетарная миграция» ниже). ^{[45] [46]} Движение в эпоху планетезималей не было полностью направлено внутрь к Солнцу; Возврат образца звездной пыли с кометы Уайлд-2 позволил предположить, что материалы раннего формирования Солнечной системы мигрировали из более теплой внутренней части Солнечной системы в область пояса Койпера. ^[47]

Через три-десять миллионов лет ^[37] солнечный ветер молодого Солнца очистил бы весь газ и пыль из протопланетного диска, выдув его в межзвездное пространство, тем самым прекратив рост планет. ^{[48] ​​[49]}

Последующая эволюция

Первоначально считалось, что планеты сформировались на своих нынешних орбитах или вблизи них. Это подвергалось сомнению в течение последних 20 лет. В настоящее время многие ученые-планетологи полагают, что Солнечная система могла выглядеть совсем по-другому после своего первоначального формирования: во внутренней части Солнечной системы могло присутствовать несколько объектов, по крайней мере таких же массивных, как Меркурий, а внешняя Солнечная система могла быть гораздо более компактной, чем она. сейчас, и пояс Койпера, возможно, был намного ближе к Солнцу. ^[50]

Планеты земной группы

В конце эпохи формирования планет внутренняя Солнечная система была заселена 50–100 протопланетами размером с Луну и Марс . ^{[51] [52]} Дальнейший рост был возможен только потому, что эти тела столкнулись и слились, что заняло менее 100 миллионов лет. Эти объекты гравитационно взаимодействовали бы друг с другом, растягивая орбиты друг друга, пока не столкнулись, увеличиваясь в размерах, пока не сформировались четыре планеты земной группы, которые мы знаем сегодня. ^[37] Считается, что одно такое гигантское столкновение образовало Луну (см. «Луны» ниже), а другое разрушило внешнюю оболочку молодого Меркурия . ^[53]

Одна нерешенная проблема с этой моделью заключается в том, что она не может объяснить, как первоначальные орбиты протоземных планет, которые должны были быть сильно эксцентричными для столкновения, создали удивительно стабильные и почти круговые орбиты, которые они имеют сегодня. ^[51] Одна из гипотез этого «сброса эксцентриситета» заключается в том, что земные существа сформировались в газовом диске, еще не изгнанном Солнцем. « Гравитационное сопротивление » этого остаточного газа в конечном итоге снизило бы энергию планет, сгладив их орбиты. ^[52] Однако такой газ, если бы он существовал, в первую очередь помешал бы орбитам планет земной группы стать такими эксцентричными. ^[37] Другая гипотеза состоит в том, что гравитационное сопротивление возникало не между планетами и остаточным газом, а между планетами и оставшимися малыми телами. По мере того как большие тела двигались сквозь толпу более мелких объектов, более мелкие объекты, притягиваемые гравитацией более крупных планет, образовывали область более высокой плотности, «гравитационный след», на пути более крупных объектов. При этом возросшая гравитация следа замедлила более крупные объекты и вывела их на более регулярные орбиты. ^[54]

Пояс астероидов

Внешний край земной области, находящийся на расстоянии от 2 до 4 а.е. от Солнца, называется поясом астероидов . Пояс астероидов изначально содержал более чем достаточно вещества для образования 2–3 планет земного типа, и действительно, там образовалось большое количество планетезималей . Как и в случае с наземными животными, планетезимали в этом регионе позже объединились и образовали 20–30 планетарных зародышей размером от Луны до Марса ; ^[55] однако близость Юпитера означала, что после образования этой планеты, через 3 миллиона лет после Солнца, история региона резко изменилась. ^[51] Орбитальные резонансы с Юпитером и Сатурном особенно сильны в поясе астероидов, а гравитационные взаимодействия с более массивными зародышами разбросали многие планетезимали в эти резонансы. Гравитация Юпитера увеличила скорость объектов внутри этих резонансов, заставляя их разбиваться при столкновении с другими телами, а не срастаться. ^[56]

Когда Юпитер мигрировал внутрь после своего формирования (см. Планетарную миграцию ниже), резонансы должны были прокатиться по поясу астероидов, динамически возбуждая население региона и увеличивая их скорости относительно друг друга. ^[57] Совокупное действие резонансов и зародышей либо рассеяло планетезимали от пояса астероидов, либо вызвало изменение наклона и эксцентриситета их орбит . ^{[55] [58]} Некоторые из этих массивных эмбрионов также были выброшены Юпитером, в то время как другие, возможно, мигрировали во внутреннюю часть Солнечной системы и сыграли роль в окончательной аккреции планет земной группы. ^{[55] [59] [60]} Во время этого первичного периода истощения, воздействие планет-гигантов и планетарных зародышей покинуло пояс астероидов с общей массой, эквивалентной менее 1% массы Земли, состоящей в основном из небольших планетезималей. ^[58] Это всё равно в 10–20 раз больше нынешней массы в основном поясе, которая сейчас составляет около 0,0005  M _E . ^[61] Считается, что вторичный период истощения, в результате которого пояс астероидов приблизился к его нынешней массе, последовал, когда Юпитер и Сатурн вошли во временный орбитальный резонанс 2:1 (см. ниже).

Период гигантских ударов во внутренней Солнечной системе, вероятно, сыграл роль в том, что Земля приобрела нынешнее содержание воды (~6 × 10²¹  кг) из раннего пояса астероидов. Вода слишком нестабильна, чтобы присутствовать при формировании Земли, и впоследствии должна была быть доставлена ​​из внешних, более холодных частей Солнечной системы. ^[62] Воду, вероятно, доставили планетарные зародыши и небольшие планетезимали, выброшенные Юпитером из пояса астероидов. ^[59] Популяция комет главного пояса , обнаруженная в 2006 году, также была предложена в качестве возможного источника воды на Земле. ^{[62] [63]} Напротив, кометы из пояса Койпера или более отдаленных регионов доставили не более 6% воды Земли. ^{[2] [64]} Гипотеза панспермии утверждает, что сама жизнь могла быть отложена на Земле таким образом, хотя эта идея не получила широкого признания. ^[65]

Планетарная миграция

Согласно небулярной гипотезе, две внешние планеты могут находиться «не в том месте». Уран и Нептун (известные как « ледяные гиганты ») существуют в регионе, где пониженная плотность солнечной туманности и более длительное время обращения делают их образование там крайне невероятным. ^[66] Вместо этого считается, что эти двое сформировались на орбитах около Юпитера и Сатурна (известных как « газовые гиганты »), где было доступно больше материала, и мигрировали наружу к своим нынешним позициям в течение сотен миллионов лет. ^[45]

Моделирование, показывающее внешние планеты и пояс Койпера: ^[2]
а) До резонанса Юпитер/Сатурн 2:1
б) Рассеяние объектов пояса Койпера в Солнечной системе после смещения орбиты 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 отдаленных регионов Солнечной системы. ^[46] За Нептуном Солнечная система продолжается поясом Койпера , рассеянным диском и облаком Оорта , тремя редкими популяциями небольших ледяных тел, которые считаются точками происхождения большинства наблюдаемых комет . На 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 консолидироваться в планету. ^[66] Пояс Койпера находится на расстоянии от 30 до 55 а.е. от Солнца, тогда как дальний рассеянный диск простирается на расстояние более 100 а.е., ^[46] а отдаленное облако Оорта начинается примерно на расстоянии 50 000 а.е. ^[67] Однако первоначально пояс Койпера был намного плотнее и ближе к Солнцу, с внешним краем на расстоянии примерно 30 а.е. Его внутренний край должен был находиться сразу за орбитами Урана и Нептуна, которые, в свою очередь, были намного ближе к Солнцу во время их формирования (скорее всего, в диапазоне 15–20 а.е.), и в 50% симуляций оказывались противоположными. места, где Уран находится дальше от Солнца, чем Нептун. ^{[68] [2] [46]}

Согласно модели Ниццы , после образования Солнечной системы орбиты всех планет-гигантов продолжали медленно меняться под влиянием их взаимодействия с большим количеством сохранившихся планетезималей. Через 500–600 миллионов лет (около 4 миллиардов лет назад) Юпитер и Сатурн попали в резонанс 2:1: Сатурн совершал оборот вокруг Солнца один раз за каждые два оборота Юпитера. ^[46] Этот резонанс создал гравитационный толчок к внешним планетам, возможно, заставив Нептун прорваться мимо Урана и врезаться в древний пояс Койпера. ^[68] Планеты разбросали большинство небольших ледяных тел внутрь, а сами двинулись наружу. Затем эти планетезимали разлетелись по следующей планете, с которой они столкнулись, аналогичным образом, перемещая орбиты планет наружу, а сами - внутрь. ^[46] 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, рассеянные Юпитером на высокоэллиптические орбиты, образовали облако Оорта; ^[46] эти объекты, рассеянные в меньшей степени мигрирующим Нептуном, сформировали нынешний пояс Койпера и рассеянный диск. ^[46] Этот сценарий объясняет нынешнюю низкую массу пояса Койпера и рассеянного диска. Некоторые из рассеянных объектов, включая Плутон , оказались гравитационно привязаны к орбите Нептуна, что привело к резонансу среднего движения . ^[69] В конце концов, трение внутри планетезимального диска снова сделало орбиты Урана и Нептуна почти круглыми. ^{[46] [70]}

В отличие от внешних планет, внутренние планеты, как полагают, не подвергались значительной миграции за время существования Солнечной системы, поскольку их орбиты оставались стабильными после периода гигантских столкновений. ^[37]

Другой вопрос, почему Марс оказался таким маленьким по сравнению с Землей. Исследование Юго-Западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас, опубликованное 6 июня 2011 года (так называемая « гипотеза Большого поворота »), предполагает, что Юпитер мигрировал внутрь на расстояние 1,5 а.е. После того как Сатурн сформировался, мигрировал внутрь и установил средний резонанс движения 2:3 с Юпитером, исследование предполагает, что обе планеты мигрировали обратно в свои нынешние положения. Таким образом, Юпитер поглотил бы большую часть материала, который мог бы создать более крупный Марс. Те же модели воспроизводят характеристики современного пояса астероидов с сухими астероидами и богатыми водой объектами, похожими на кометы. ^{[71] [72]} Однако неясно, позволили бы условия в солнечной туманности Юпитеру и Сатурну вернуться в свои нынешние положения, и согласно текущим оценкам, такая возможность представляется маловероятной. ^[73] Более того, существуют альтернативные объяснения небольшой массы Марса. ^{[74] [75] [76]}

Поздняя тяжелая бомбардировка и после

Метеоритный кратер в Аризоне. Созданный 50 000 лет назад ударником диаметром около 50 метров (160 футов), он показывает, что аккреция Солнечной системы еще не закончилась.

Гравитационное разрушение в результате миграции внешних планет привело бы к отправке большого количества астероидов во внутреннюю часть Солнечной системы, серьезно истощив первоначальный пояс, пока он не достиг сегодняшней чрезвычайно низкой массы. ^[58] Это событие могло спровоцировать Позднюю тяжелую бомбардировку, которая, как предположительно, произошла примерно 4 миллиарда лет назад, через 500–600 миллионов лет после формирования Солнечной системы. ^{[2] [77]} Однако недавняя переоценка космохимических ограничений указывает на то, что, вероятно, не было позднего всплеска («конечного катаклизма») интенсивности бомбардировок. ^[78]

Если это и произошло, то этот период сильной бомбардировки длился несколько сотен миллионов лет и очевиден в кратерах, которые до сих пор видны на геологически мертвых телах внутренней части Солнечной системы, таких как Луна и Меркурий. ^{[2] [79]} Самые старые известные свидетельства существования жизни на Земле датируются 3,8 миллиарда лет назад — почти сразу после окончания поздней тяжелой бомбардировки. ^[80]

Считается, что удары являются регулярной (хотя и нечастой) частью эволюции Солнечной системы. О том, что они продолжают происходить, свидетельствуют столкновение кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером в 1994 году, столкновение с Юпитером в 2009 году , Тунгусское событие , Челябинский метеор и удар, создавший метеорный кратер в Аризоне . Таким образом, процесс аккреции еще не завершен и все еще может представлять угрозу для жизни на Земле. ^{[81] [82]}

В ходе эволюции Солнечной системы кометы выбрасывались из внутренней части Солнечной системы под действием гравитации планет-гигантов и посылали тысячи а.е. наружу, образуя облако Оорта — сферический внешний рой кометных ядер в самой дальней части Солнечной системы. Гравитационное притяжение Солнца. В конце концов, примерно через 800 миллионов лет, гравитационное разрушение, вызванное галактическими приливами , проходящими звездами и гигантскими молекулярными облаками, начало истощать облако, отправляя кометы во внутреннюю часть Солнечной системы. ^[83] На эволюцию внешней части Солнечной системы, по-видимому, также повлияло космическое выветривание, вызванное солнечным ветром, микрометеоритами и нейтральными компонентами межзвездной среды . ^[84]

Эволюция пояса астероидов после поздней тяжелой бомбардировки в основном определялась столкновениями. ^[85] Объекты с большой массой обладают достаточной гравитацией, чтобы удержать 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 из остатков были созданы новые объекты в результате менее сильных столкновений. ^[85] Луны вокруг некоторых астероидов в настоящее время можно объяснить только как консолидацию материала, отброшенного от родительского объекта без достаточного количества энергии, чтобы полностью избежать его гравитации. ^[86]

Луны

Луны появились вокруг большинства планет и многих других тел Солнечной системы. Эти естественные спутники возникли по одному из трех возможных механизмов:

• Сообразование из околопланетного диска (только в случае планет-гигантов);
• Образование из ударных обломков (при достаточно большом ударе под небольшим углом); и
• Захват проходящего объекта.

Представление художника о гигантском ударе, предположительно образовавшем Луну.

У Юпитера и Сатурна есть несколько больших спутников, таких как Ио , Европа , Ганимед и Титан , которые, возможно, возникли из дисков вокруг каждой гигантской планеты почти так же, как планеты образовались из диска вокруг Солнца. ^{[87] [88] [89]} На такое происхождение указывают большие размеры спутников и их близость к планете. Этих свойств невозможно достичь путем захвата, в то время как газообразная природа первичных частиц также делает маловероятным образование из столкновений обломков. Внешние спутники планет-гигантов, как правило, маленькие и имеют эксцентричные орбиты с произвольным наклонением. Это характеристики, ожидаемые от захваченных тел. ^{[90] [91]} Большинство таких спутников вращаются в направлении, противоположном вращению их главной звезды. Самый крупный спутник неправильной формы — спутник Нептуна Тритон , который, как полагают, является захваченным объектом пояса Койпера . ^[82]

Луны твердых тел Солнечной системы были созданы как в результате столкновений, так и в результате захвата. Два маленьких спутника Марса, Деймос и Фобос , считаются захваченными астероидами . ^{[92] Считается, что} Луна Земли образовалась в результате одного большого лобового столкновения . ^{[93] [94]} Ударивший объект, вероятно, имел массу, сравнимую с массой Марса, и удар, вероятно, произошел ближе к концу периода гигантских ударов. В результате столкновения часть мантии ударника вылетела на орбиту, которая затем слилась с Луной. ^[93] Удар был, вероятно, последним в серии слияний, которые сформировали Землю. Была также выдвинута гипотеза, что объект размером с Марс мог образоваться в одной из стабильных точек лагранжа Земля-Солнце ( L 4 или L 5 ) и сместиться со своего положения. ^[95] Спутники транснептуновых объектов Плутон ( Харон ) и Орк ( Вант ), возможно, также образовались посредством большого столкновения: системы Плутон-Харон, Орк-Вант и Земля-Луна необычны в Солнечной системе в что масса спутника составляет как минимум 1% массы большего тела. ^{[96] [97]}

Будущее

По оценкам астрономов, нынешнее состояние Солнечной системы радикально не изменится до тех пор, пока Солнце не превратит почти все водородное топливо в своем ядре в гелий, начав свою эволюцию с главной последовательности диаграммы Герцшпрунга -Рассела и перейдя в фазу красного гиганта. . До тех пор Солнечная система будет продолжать развиваться. В конце концов, Солнце, вероятно, расширится достаточно, чтобы сокрушить внутренние планеты (Меркурий, Венеру и, возможно, Землю), но не внешние планеты, включая Юпитер и Сатурн. После этого Солнце уменьшится до размеров белого карлика , а внешние планеты и их спутники продолжат вращаться вокруг этого крошечного остатка Солнца. Это будущее развитие может быть похоже на наблюдаемое обнаружение MOA-2010-BLG-477L b , экзопланеты размером с Юпитер, вращающейся вокруг своей родительской звезды-белого карлика MOA-2010-BLG-477L . ^{[98] [99] [100]}

Долгосрочная стабильность

Солнечная система хаотична во временных масштабах в миллионы и миллиарды лет, ^[101] а орбиты планет открыты для долгосрочных изменений. Одним из ярких примеров этого хаоса является система Нептун-Плутон, которая находится в орбитальном резонансе 3:2 . Хотя сам резонанс останется стабильным, становится невозможным предсказать положение Плутона с какой-либо степенью точности более чем на 10–20 миллионов лет ( время Ляпунова ) в будущем. ^{[102] Другим примером является} осевой наклон Земли , который из-за трения, возникающего внутри мантии Земли в результате приливных взаимодействий с Луной (см. ниже), не поддается измерению с какой-то точки между 1,5 и 4,5 миллиардами лет. ^[103]

Орбиты внешних планет хаотичны в более длительных временных масштабах: время Ляпунова находится в диапазоне 2–230 миллионов лет. ^[104] Во всех случаях это означает, что положение планеты на ее орбите в конечном итоге становится невозможно предсказать с какой-либо уверенностью (так, например, время зимы и лета становится неопределенным). Тем не менее, в некоторых случаях сами орбиты могут кардинально измениться. Наиболее сильно такой хаос проявляется в изменении эксцентриситета , при этом орбиты некоторых планет становятся значительно более или менее эллиптическими . ^[105]

В конечном счете, Солнечная система стабильна в том смысле, что ни одна из планет вряд ли столкнется друг с другом или будет выброшена из системы в ближайшие несколько миллиардов лет. ^[104] Помимо этого, примерно в течение 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 временном масштабе эксцентриситет Меркурия может вырасти еще больше, и близкое столкновение с Венерой теоретически может полностью выбросить его из Солнечной системы ^[101] или отправить на курс столкновения с Венерой или Землей . ^[106] Согласно численному моделированию, в котором орбита Меркурия возмущена, это может произойти в течение миллиарда лет. ^[107]

Лунно-кольцевые системы

Эволюция лунных систем обусловлена ​​приливными силами . Луна поднимет приливную выпуклость в объекте, вокруг которого она вращается (первичную звезду), из-за дифференциальной гравитационной силы по диаметру первичной звезды. Если луна вращается в том же направлении, что и вращение планеты, и планета вращается быстрее, чем период обращения луны, выпуклость будет постоянно тянуться впереди луны. В этой ситуации угловой момент передается от вращения первичной обмотки на вращение спутника. Луна набирает энергию и постепенно расширяется по спирали, в то время как главная звезда со временем вращается медленнее.

Земля и ее Луна являются одним из примеров этой конфигурации. Сегодня Луна приливно привязана к Земле; 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, а вращение Земли продолжит постепенно замедляться. Другими примерами являются галилеевы спутники Юпитера (а также многие меньшие спутники Юпитера) ^[108] и большинство более крупных спутников Сатурна . ^[109]

Нептун и его спутник Тритон , снятые «Вояджером-2» . Орбита Тритона в конечном итоге приведет его к пределу Роша Нептуна , разрывая его на части и, возможно, образуя новую систему колец.

Другой сценарий происходит, когда Луна либо вращается вокруг первичной звезды быстрее, чем вращается первичная звезда, либо вращается в направлении, противоположном вращению планеты. В этих случаях приливная выпуклость отстает от Луны на ее орбите. В первом случае направление передачи углового момента меняется на противоположное, поэтому вращение первичной обмотки ускоряется, а орбита спутника сжимается. В последнем случае угловые моменты вращения и вращения имеют противоположные знаки, поэтому передача приводит к уменьшению величины каждого (которые компенсируют друг друга). ^[d] В обоих случаях приливное замедление заставляет Луну приближаться к главной планете до тех пор, пока она либо не будет разорвана на части приливными напряжениями, потенциально создавая планетарную кольцевую систему, либо не врежется в поверхность или атмосферу планеты. Такая судьба ожидает спутники Марса Фобос (через 30–50 миллионов лет), ^[110] Тритон Нептуна (через 3,6 миллиарда лет), ^[111] и как минимум 16 малых спутников Урана и Нептуна. Дездемона Урана может даже столкнуться с одним из соседних спутников. ^[112]

Третья возможность заключается в том, что главная звезда и луна приливно привязаны друг к другу. В этом случае приливная выпуклость останется прямо под Луной, передачи углового момента не будет и орбитальный период не изменится. Плутон и Харон являются примером конфигурации такого типа. ^[113]

Единого мнения о механизме образования колец Сатурна нет. Хотя теоретические модели указывали на то, что кольца, вероятно, сформировались в начале истории Солнечной системы, данные космического корабля «Кассини-Гюйгенс» ^[114] предполагают, что они образовались относительно поздно. ^[115]

Солнце и планетарная среда

В долгосрочной перспективе самые большие изменения в Солнечной системе произойдут из-за изменений самого Солнца по мере его старения. По мере того, как Солнце сжигает запасы водородного топлива, оно становится все горячее и оставшееся топливо сжигает еще быстрее. В результате Солнце становится ярче со скоростью десять процентов каждые 1,1 миллиарда лет. ^[116] Примерно через 600 миллионов лет яркость Солнца нарушит углеродный цикл Земли до такой степени, что деревья и леса (фотосинтетическая растительная жизнь C3) больше не смогут выжить; и примерно через 800 миллионов лет Солнце уничтожит всю сложную жизнь на поверхности Земли и в океанах. Через 1,1 миллиарда лет повышенное излучение Солнца приведет к тому, что его околозвездная обитаемая зона переместится наружу, что сделает поверхность Земли слишком горячей для естественного существования там жидкой воды. В этот момент вся жизнь сведется к одноклеточным организмам. ^[117] Испарение воды, мощного парникового газа , с поверхности океанов может ускорить повышение температуры, что потенциально может привести к гибели всей жизни на Земле еще раньше. ^[118] В течение этого времени вполне возможно, что по мере постепенного повышения температуры поверхности Марса углекислый газ и вода, замороженные в настоящее время под поверхностным реголитом, выйдут в атмосферу, создавая парниковый эффект , который будет нагревать планету до тех пор, пока она не достигнет условий, аналогичных на Землю сегодня, обеспечивая потенциальное будущее пристанище для жизни. ^[119] Через 3,5 миллиарда лет состояние поверхности Земли будет аналогично состоянию Венеры сегодня. ^[116]

Относительный размер Солнца в его нынешнем виде (врезка) по сравнению с его предполагаемым будущим размером красного гиганта.

Примерно через 5,4 миллиарда лет ядро ​​Солнца станет достаточно горячим, чтобы вызвать синтез водорода в окружающей его оболочке. ^[117] Это приведет к значительному расширению внешних слоев звезды, и звезда вступит в фазу своей жизни, в которой ее называют красным гигантом . ^{[120] [121]} В течение 7,5 миллиардов лет Солнце расширится до радиуса 1,2 а.е. (180 × 10 ⁶  км; 110 × 10 ⁶  миль) — в 256 раз больше его нынешнего размера. На кончике ветви красных гигантов , в результате значительного увеличения площади поверхности, поверхность Солнца будет намного холоднее (около 2600 К (2330 °C; 4220 °F)) чем сейчас, а ее светимость намного выше — до 2700 текущих солнечных светимостей. На протяжении части своей жизни как красного гиганта на Солнце будет сильный звездный ветер , который унесет около 33% его массы. ^{[117] [122] [123]} В это время вполне возможно, что спутник Сатурна Титан сможет достичь температуры поверхности, необходимой для поддержания жизни. ^{[124] [125]}^^

По мере расширения Солнца оно поглотит планеты Меркурий и Венеру . ^{[126] Судьба} Земли менее ясна; хотя Солнце охватит текущую орбиту Земли, потеря массы звезды (и, следовательно, ослабление гравитации) приведет к смещению орбит планет дальше. ^[117] Если бы только это произошло, Венера и Земля, вероятно, избежали бы сгорания, ^[122] но исследование 2008 года предполагает, что Земля, скорее всего, будет поглощена в результате приливных взаимодействий со слабосвязанной внешней оболочкой Солнца. ^[117]

Кроме того, обитаемая зона Солнца переместится во внешнюю часть Солнечной системы и, в конечном итоге, за пределы пояса Койпера в конце фазы красного гиганта, что приведет к таянию ледяных тел, таких как Энцелад и Плутон. В течение этого времени эти миры могли поддерживать гидрологический цикл на основе воды , но, поскольку они были слишком малы, чтобы удерживать плотную атмосферу, подобную Земле, они будут испытывать сильные перепады температур между днем ​​и ночью. Когда Солнце покинет ветвь красных гигантов и войдет в асимптотическую ветвь гигантов , обитаемая зона резко сократится примерно до пространства между современными орбитами Юпитера и Сатурна, но к концу 200-миллионной продолжительности существования асимптотического гиганта. фазе, он расширится наружу примерно на то же расстояние, что и раньше. ^[127]

Постепенно горение водорода в оболочке вокруг солнечного ядра будет увеличивать массу ядра, пока оно не достигнет примерно 45% нынешней солнечной массы. В этот момент плотность и температура станут настолько высокими, что начнется синтез гелия в углерод , что приведет к гелиевой вспышке ; Радиус Солнца сократится примерно с 250 до 11 раз по сравнению с его нынешним радиусом (главной последовательности). Следовательно, его светимость уменьшится примерно с 3000 до 54 раз по сравнению с нынешним уровнем, а температура поверхности увеличится примерно до 4770 К (4500 °C; 8130 °F). Солнце станет горизонтальным гигантом , стабильно сжигающим в своем ядре гелий, так же, как сегодня оно сжигает водород. Стадия синтеза гелия продлится всего 100 миллионов лет. В конце концов, ему снова придется прибегнуть к запасам водорода и гелия в своих внешних слоях. Оно расширится во второй раз, став так называемым асимптотическим гигантом . Здесь светимость Солнца снова увеличится, достигнув примерно 2090 нынешних светимостей, и оно остынет примерно до 3500 К (3230 °C; 5840 °F). ^[117] Эта фаза длится около 30 миллионов лет, после чего, в течение следующих 100 000 лет, оставшиеся внешние слои Солнца отпадут, выбрасывая огромный поток материи в космос и образуя гало, известное (ошибочно) как 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 и планет. ^[128]

Туманность Кольцо — планетарная туманность, похожая на то, чем станет Солнце.

Это относительно мирное событие, не имеющее ничего общего со вспышкой сверхновой , которую Солнце слишком мало, чтобы претерпеть его в рамках своей эволюции. Любой наблюдатель, присутствовавший и ставший свидетелем этого явления, увидел бы резкое увеличение скорости солнечного ветра, но недостаточное для полного уничтожения планеты. Однако потеря массы звезды может привести к хаосу на орбитах уцелевших планет, в результате чего некоторые из них столкнутся, другие будут выброшены из Солнечной системы, а третьи будут разорваны на части приливными взаимодействиями. ^[129] После этого от Солнца останется только белый карлик , необычайно плотный объект, имеющий 54% своей первоначальной массы, но размером всего лишь с Землю. Первоначально этот белый карлик может быть в 100 раз ярче Солнца сейчас. Он будет полностью состоять из вырожденного углерода и кислорода , но никогда не достигнет температуры, достаточно высокой, чтобы расплавить эти элементы. Таким образом, белый карлик Солнца будет постепенно остывать, становясь все тусклее и тусклее. ^[130]

Когда Солнце умрет, его гравитационное притяжение к вращающимся вокруг телам, таким как планеты, кометы и астероиды, ослабнет из-за потери массы. Орбиты всех остальных планет расширятся; если Венера, Земля и Марс все еще существуют, их орбиты будут находиться примерно на расстоянии 1,4  а.е. (210 миллионов  км ; 130 миллионов  миль ), 1,9  а.е. (280 миллионов  км ; 180 миллионов  миль ) и 2,8  а.е. (420 миллионов  км ; 260 миллионов миль).  ми ), соответственно. Они и другие оставшиеся планеты превратятся в темные, холодные громады, полностью лишенные жизни. ^[122] Они продолжат вращаться вокруг своей звезды, их скорость замедлится из-за увеличения расстояния от Солнца и уменьшения гравитации Солнца. Два миллиарда лет спустя, когда Солнце остынет до температуры 6 000–8 000 К (5 730–7 730 ° C; 10 340–13 940 ° F), углерод и кислород в ядре Солнца замерзнут, и более 90% его оставшейся массы принимая кристаллическую структуру. ^[131] В конце концов, примерно через один квадриллион лет, Солнце, наконец, вообще перестанет светить, превратившись в чёрного карлика . ^[132]

Галактическое взаимодействие

Расположение Солнечной системы внутри Млечного Пути

Солнечная система путешествует через Млечный Путь по круговой орбите примерно в 30 000 световых годах от Галактического центра . Его скорость около 220 км/с. Период, необходимый Солнечной системе для совершения одного оборота вокруг Галактического Центра, галактический год , находится в диапазоне 220–250 миллионов лет. С момента своего образования Солнечная система совершила как минимум 20 таких оборотов. ^[133]

Различные ученые предполагают, что путь Солнечной системы через галактику является фактором периодичности массовых вымираний , наблюдаемых в летописи окаменелостей Земли . Одна из гипотез предполагает, что вертикальные колебания, совершаемые Солнцем при его вращении вокруг центра Галактики, заставляют его регулярно проходить через галактическую плоскость. Когда орбита Солнца выводит его за пределы галактического диска, влияние галактического прилива становится слабее; возвращаясь в галактический диск, как это происходит каждые 20–25 миллионов лет, он попадает под влияние гораздо более сильных «дисковых приливов», которые, согласно математическим моделям, увеличивают поток комет из облака Оорта в Солнечную систему. системы в 4 раза, что приводит к значительному увеличению вероятности разрушительного удара. ^[134]

Однако другие утверждают, что Солнце в настоящее время находится близко к галактической плоскости, и все же последнее великое вымирание произошло 15 миллионов лет назад. Следовательно, вертикальное положение Солнца не может само по себе объяснить такие периодические вымирания, и вместо этого эти вымирания происходят, когда Солнце проходит через спиральные рукава галактики . Спиральные рукава являются домом не только для большего количества молекулярных облаков, чья гравитация может исказить облако Оорта, но и для более высоких концентраций ярко- голубых гигантов , которые живут относительно короткие периоды времени, а затем яростно взрываются как сверхновые . ^[135]

Столкновение галактик и разрушение планет

Хотя подавляющее большинство галактик во Вселенной удаляется от Млечного Пути, Галактика Андромеды, крупнейший член Местной группы галактик, движется к нему со скоростью около 120 км/с. ^[136] Через 4 миллиарда лет Андромеда и Млечный Путь столкнутся, что приведет к их деформации, поскольку приливные силы исказят их внешние рукава в огромные приливные хвосты . Если произойдет это первоначальное разрушение, астрономы подсчитали, что с вероятностью 12% вероятность того, что Солнечная система будет вытянута наружу, в приливный хвост Млечного Пути, и с вероятностью 3%, что она станет гравитационно связанной с Андромедой и, таким образом, станет частью этой галактики. ^[136] После очередной серии скользящих ударов, в ходе которых вероятность выброса Солнечной системы вырастет до 30%, ^[137] сверхмассивные черные дыры галактик сольются. В конце концов, примерно через 6 миллиардов лет Млечный Путь и Андромеда завершат свое слияние в гигантскую эллиптическую галактику . Во время слияния, если газа достаточно, возросшая гравитация заставит газ переместиться в центр формирующейся эллиптической галактики. Это может привести к короткому периоду интенсивного звездообразования, называемому звездообразованием . ^[136] Кроме того, падающий газ будет питать вновь образовавшуюся черную дыру, превращая ее в активное ядро ​​галактики . Сила этих взаимодействий, вероятно, вытолкнет Солнечную систему во внешнее гало новой галактики, оставив ее относительно невредимой от излучения этих столкновений. ^{[136] [137]}

Распространено заблуждение, что это столкновение нарушит орбиты планет Солнечной системы. Хотя это правда, что гравитация проходящих звезд может выбрасывать планеты в межзвездное пространство, расстояния между звездами настолько велики, что вероятность столкновения Млечного Пути и Андромеды, вызывающего такое разрушение какой-либо отдельной звездной системы, незначительна. Хотя эти события могут повлиять на Солнечную систему в целом, Солнце и планеты не будут затронуты. ^[138]

Однако со временем совокупная вероятность случайной встречи со звездой увеличивается, и разрушение планет становится практически неизбежным. Предполагая, что сценарии конца Вселенной « Большое сжатие» или «Большой разрыв» не реализуются, расчеты показывают, что гравитация проходящих звезд полностью лишит мертвое Солнце оставшихся планет в течение 1 квадриллиона (10 ¹⁵ ) лет. Эта точка знаменует конец Солнечной системы. Хотя Солнце и планеты могут выжить, Солнечная система в любом значимом смысле прекратит свое существование. ^[3]

Хронология

Временные рамки формирования Солнечной системы были определены с помощью радиометрического датирования . По оценкам ученых, возраст Солнечной системы составляет 4,6 миллиарда лет. Возраст самых старых известных минеральных зерен на Земле составляет около 4,4 миллиарда лет. ^[139] Породы такого возраста редки, поскольку поверхность Земли постоянно меняется в результате эрозии , вулканизма и тектоники плит . Для оценки возраста Солнечной системы ученые используют метеориты , образовавшиеся во время ранней конденсации солнечной туманности. Возраст почти всех метеоритов (см. метеорит Каньон Диабло ) составляет 4,6 миллиарда лет, что позволяет предположить, что Солнечная система должна быть по крайней мере такой старой. ^[140]

Исследования дисков вокруг других звезд также многое сделали для установления временных рамок 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. ^[37]

Хронология эволюции Солнечной системы

Примечание. Все даты и время в этой хронологии являются приблизительными и их следует рассматривать только как показатель порядка величины .

Смотрите также

• Аккреция  – накопление частиц в массивный объект за счет гравитационного притяжения большего количества материи.
• Возраст Земли  - Научное датирование возраста Земли.
• Большой взрыв  : как Вселенная расширилась из горячего и плотного состояния
• Хронология Вселенной  – История и будущее Вселенной
• Околопланетный диск  – скопление вещества вокруг планеты.
• Космология  - научное исследование происхождения, эволюции и возможной судьбы Вселенной.
• Будущее Земли  – долгосрочные экстраполированные геологические и биологические изменения планеты Земля.
• Формирование и эволюция галактик  . С однородного начала, формирование первых галактик, то, как галактики меняются с течением времени.
• История Земли  – Развитие планеты Земля от ее образования до наших дней.
• Океан магмы  – большая область расплавленной породы на поверхности планеты.Страницы, отображающие описания викиданных в качестве запасного варианта
• Высота шкалы  – расстояние, на котором величина уменьшается в е раз; для атмосферы планеты — расстояние, на котором давление падает на этот коэффициентСтраницы, отображающие описания викиданных в качестве запасного варианта
• Космос и выживание  - идея о том, что долгосрочное присутствие человека должно быть космическим.
• Звездная эволюция  - изменения звезд на протяжении их жизни.
• Формирование структуры  - формирование галактик, скоплений галактик и более крупных структур в результате небольших ранних флуктуаций плотности.
• Приливная блокировка  - ситуация, в которой период обращения астрономического объекта совпадает с периодом его вращения.
• Хронология далекого будущего  - Научные прогнозы относительно далекого будущего.

Примечания

1. Астрономическая единица, или АЕ, — это среднее расстояние между Землей и Солнцем, или около 150 миллионов километров. Это стандартная единица измерения межпланетных расстояний.
2. Суммарная масса Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна составляет 445,6 массы Земли. Масса оставшегося материала составляет ~ 5,26 массы Земли или 1,1% (см. Примечания к Солнечной системе # и Список объектов Солнечной системы по массе ).
3. Причина, по которой Сатурн, Уран и Нептун двинулись наружу, а Юпитер - внутрь, заключается в том, что Юпитер достаточно массивен, чтобы выбросить планетезимали из Солнечной системы, в то время как три другие внешние планеты - нет. Чтобы выбросить объект из Солнечной системы, Юпитер передает ему энергию, поэтому теряет часть своей орбитальной энергии и движется внутрь. Когда Нептун, Уран и Сатурн возмущают планетезимали наружу, эти планетезимали оказываются на сильно эксцентричных, но все еще связанных орбитах и ​​поэтому могут вернуться на возмущающую планету и, возможно, вернуть свою 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 быть выброшенным из Солнечной системы, и в этом случае прирост энергии Нептуна, Урана и Сатурна, полученный в результате отклонения выброшенного объекта внутрь, становится постоянным.
4. Во всех этих случаях передачи углового момента и энергии угловой момент системы двух тел сохраняется. Напротив, суммарная энергия вращения Луны плюс вращение первичной звезды не сохраняется, а уменьшается со временем из-за рассеивания за счет тепла трения, генерируемого движением приливной выпуклости через тело первичной звезды. Если бы первичная звезда представляла собой идеальную жидкость без трения, приливная выпуклость была бы сосредоточена под спутником, и никакого переноса не произошло бы. Именно потеря динамической энергии за счет трения делает возможной передачу углового момента.

Рекомендации

1. Одри Бувье; Минакши Вадхва (2010). «Возраст Солнечной системы определяется старейшим Pb-Pb возрастом метеоритного включения». Природа Геонауки . 3 (9): 637–641. Бибкод : 2010NatGe...3..637B. дои : 10.1038/NGEO941.
2. Гомес, Р.; Левисон, Гарольд Ф.; Цыганис, К.; Морбиделли, Алессандро (2005). «Происхождение катастрофического периода поздней тяжелой бомбардировки планет земной группы». Природа . 435 (7041): 466–9. Бибкод : 2005Natur.435..466G. дои : 10.1038/nature03676 . ПМИД  15917802.
3. Фриман Дайсон (июль 1979 г.). «Время без конца: физика и биология в открытой вселенной». Обзоры современной физики . Институт перспективных исследований, Принстон, Нью-Джерси. 51 (3): 447–460. Бибкод : 1979RvMP...51..447D. doi : 10.1103/RevModPhys.51.447.
4. «Солнечная система». Интернет-словарь Мерриам Вебстер . 2008 год . Проверено 15 апреля 2008 г.
5. Майкл Марк Вульфсон (1984). «Вращение в Солнечной системе». Философские труды Королевского общества . 313 (1524): 5–18. Бибкод : 1984RSPTA.313....5W. дои : 10.1098/rsta.1984.0078. S2CID  120193937.
6. Найджел Хенбест (1991). «Рождение планет: Земля и ее собратья-планеты, возможно, пережили времена, когда планеты рикошетили вокруг Солнца, как шарикоподшипники на столе для игры в пинбол». Новый учёный . Проверено 18 апреля 2008 г.
7. Дэвид Уайтхаус (2005). Солнце: Биография . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-09297-2.
8. Саймон Миттон (2005). «Происхождение химических элементов». Фред Хойл: Жизнь в науке . Аурум. стр. 197–222. ISBN 978-1-85410-961-3.
9. Тьерри Монмерль; Жан-Шарль Ожеро; Марк Шоссидон (2006). «Формирование Солнечной системы и ранняя эволюция: первые 100 миллионов лет». Земля, Луна и планеты . Спрингер. 98 (1–4): 39–95. Бибкод : 2006EM&P...98...39M. дои : 10.1007/s11038-006-9087-5. S2CID  120504344.
10. Дваркадас, Викрам В.; Дауфас, Николя; Мейер, Брэдли; Бояджян, Питер; Боджази, Майкл (22 декабря 2017 г.). «Запуск звездообразования внутри оболочки пузыря Вольфа – Райе как происхождение Солнечной системы». Астрофизический журнал . 852 (2): 147. arXiv : 1712.10053 . Бибкод : 2017ApJ...851..147D. дои : 10.3847/1538-4357/aa992e . ПМК 6430574 . ПМИД  30905969. 
11. Энн Заблудофф (весна 2003 г.). «Лекция 13: Небулярная теория происхождения Солнечной системы» . Проверено 27 декабря 2006 г.^{[ мертвая ссылка ]}
12. Джей Джей Равал (1986). «Дальнейшие соображения по поводу сжатия солнечной туманности». Земля, Луна и планеты . Планетарий Неру, Бомбей, Индия: Springer Нидерланды. 34 (1): 93–100. Бибкод : 1986EM&P...34...93R. дои : 10.1007/BF00054038. S2CID  121914773.
13. WM Ирвин (1983). «Химический состав предсолнечной туманности». В Т. И. Гомбоси (ред.). Исследование комет . Том. 1. С. 3–12. Бибкод : 1983coex....1....3I.
14. Зейлик и Грегори 1998, с. 207.
15. 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 . Бибкод : 2001Icar..151..307L. дои : 10.1006/icar.2001.6607. S2CID  14077895.
16. Кэмерон, AGW; Труран, JW (март 1977 г.). «Триггер сверхновой для формирования Солнечной системы». Икар . 30 (3): 447–461. Бибкод : 1977Icar...30..447C. дои : 10.1016/0019-1035(77)90101-4 . Проверено 12 ноября 2022 г.
17. Уильямс, Дж. (2010). «Астрофизическая среда места рождения Солнца». Современная физика . 51 (5): 381–396. arXiv : 1008.2973 . Бибкод : 2010ConPh..51..381W. дои : 10.1080/00107511003764725. S2CID  118354201.
18. Дауфас, Николя; Кук, Д.Л.; Сакарабани, А.; Фрелих, К.; Дэвис, AM; Вадхва, М.; Пурманд, А.; Раушер, Т.; Галлино, А. (10 октября 2008 г.). «Железо 60. Доказательства раннего введения и эффективного смешивания звездного мусора в протосолнечной туманности». Астрофизический журнал . 686 (1): 560–569. arXiv : 0805.2607 . Бибкод : 2008ApJ...686..560D. дои : 10.1086/589959. S2CID  15771704 . Проверено 12 ноября 2022 г.
19. 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. Бибкод : 2004Sci...304.1116H. дои : 10.1126/science.1096808. PMID  15155936. S2CID  117722734. Архивировано из оригинала (PDF) 13 февраля 2020 года.
20. Мартин Биззарро; Дэвид Ульфбек; Энн Тринкье; Кристин Трейн; Джеймс Н. Коннелли; Брэдли С. Мейер (2007). «Доказательства поздней инъекции сверхновой ⁶⁰ Fe в протопланетный диск». Наука . 316 (5828): 1178–1181. Бибкод : 2007Sci...316.1178B. дои : 10.1126/science.1141040. PMID  17525336. S2CID  19242845.
21. Морган Келли. «Медленно движущиеся камни повышают шансы на то, что жизнь рухнет на Землю из космоса». Новости в Принстоне . Проверено 24 сентября 2012 г.
22. Саймон Ф. Портегиес Цварт (2009). «Потерянные братья и сестры Солнца». Астрофизический журнал . 696 (L13–L16): L13–L16. arXiv : 0903.0237 . Бибкод : 2009ApJ...696L..13P. дои : 10.1088/0004-637X/696/1/L13. S2CID  17168366.
23. Натан А. Каиб; Томас Куинн (2008). «Формирование облака Оорта в средах открытых кластеров». Икар . 197 (1): 221–238. arXiv : 0707.4515 . Бибкод : 2008Icar..197..221K. дои : 10.1016/j.icarus.2008.03.020. S2CID  14342946.
24. Джейн С. Гривз (2005). «Диски вокруг звезд и рост планетных систем». Наука . 307 (5706): 68–71. Бибкод : 2005Sci...307...68G. дои : 10.1126/science.1101979. PMID  15637266. S2CID  27720602.
25. «Я слышал, как люди называют Юпитер «неудавшейся звездой», которая просто не стала достаточно большой, чтобы сиять. Делает ли это наше Солнце своего рода двойной звездой? И почему Юпитер не стал настоящей звездой?». Научный американец . 21 октября 1999 г. Проверено 5 декабря 2023 г.
26. ДРОБЫШЕВСКИЙ, Э.М. (1974). «Был ли Юпитер ядром протосолнца?». Природа . ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». 250 (5461): 35–36. дои : 10.1038/250035a0. ISSN  0028-0836.
27. Кафе, МВт; Хоэнберг, CM; Мошенничество, Т.Д.; Госвами, Дж. Н. (1 февраля 1987 г.). «Доказательства активного раннего Солнца в метеоритах». Письма астрофизического журнала . 313 : L31–L35. Бибкод : 1987ApJ...313L..31C. дои : 10.1086/184826. hdl : 2060/19850018239 .
28. М. Момосе; Ю. Китамура; С. Йокогава; Р. Кавабе; М. Тамура; С. Ида (2003). «Исследование физических свойств протопланетных дисков вокруг звезд Т Тельца с помощью изображений высокого разрешения при лямбда = 2 мм». В Икеучи, С.; Хирншоу, Дж.; Ханава, Т. (ред.). Материалы 8-го Азиатско-Тихоокеанского регионального совещания МАС, Том I. Материалы 8-го Азиатско-Тихоокеанского регионального совещания МАС . Том. 289. Серия конференций Тихоокеанского астрономического общества. п. 85. Бибкод : 2003ASPC..289...85M.
29. 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 . Бибкод : 1999AJ....117.1490P. дои : 10.1086/300781. S2CID  16498360.
30. М. Кюкер; Т. Хеннинг; Г. Рюдигер (2003). «Магнитная связь звезда-диск в классических системах Т Тельца» (PDF) . Астрофизический журнал . 589 (1): 397–409. Бибкод : 2003ApJ...589..397K. дои : 10.1086/374408. S2CID  54039084. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2020 г.
31. Сукён Йи; Пьер Демарк; Ён Чхоль Ким; Ён-Вук Ли; Чанг Х. Ри; Тибо Лежен; Сидней Барнс (2001). «К лучшим оценкам возраста звездного населения: изохроны солнечной смеси». Приложение к астрофизическому журналу . 136 (2): 417–437. arXiv : astro-ph/0104292 . Бибкод : 2001ApJS..136..417Y. дои : 10.1086/321795. S2CID  118940644. ${\displaystyle Y^{2}}$
32. Зейлик и Грегори 1998, с. 320
33. Франкель, Нейдж; Сандерс, Джейсон; Тин, Юань-Сен; Рикс, Ханс-Вальтер (июнь 2020 г.). «Сохраняя хладнокровие: большая миграция орбиты, но небольшой нагрев в галактическом диске». Астрофизический журнал . 896 (1): 15. arXiv : 2002.04622 . Бибкод : 2020ApJ...896...15F. дои : 10.3847/1538-4357/ab910c . S2CID  211082559. 15.См. §6.4.
34. Адамс, Фред К. (1 августа 2010 г.). «Среда рождения Солнечной системы». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 48 (1): 47–85. arXiv : 1001.5444 . Бибкод : 2010ARA&A..48...47A. doi : 10.1146/annurev-astro-081309-130830. ISSN  0066-4146. S2CID  119281082.
35. AP Босс; Р. Х. Дурисен (2005). «Ударные фронты, образующие хондры, в солнечной туманности: возможный единый сценарий формирования планет и хондритов». Астрофизический журнал . 621 (2): L137–L140. arXiv : astro-ph/0501592 . Бибкод : 2005ApJ...621L.137B. дои : 10.1086/429160. S2CID  15244154.
36. П. Гольдрейх; WR Уорд (1973). «Образование планетезималей». Астрофизический журнал . 183 : 1051. Бибкод : 1973ApJ...183.1051G. дои : 10.1086/152291 .
37. Дуглас Н.К. Лин (май 2008 г.). «Генезис планет» (плата обязательна) . Научный американец . 298 (5): 50–59. Бибкод : 2008SciAm.298e..50C. doi : 10.1038/scientificamerican0508-50. ПМИД  18444325.
38. Д'Анджело, Г.; Любовь, С.Х. (2010). «Трехмерные крутящие моменты диск-планета в локально изотермическом диске». Астрофизический журнал . 724 (1): 730–747. arXiv : 1009.4148 . Бибкод : 2010ApJ...724..730D. дои : 10.1088/0004-637X/724/1/730. S2CID  119204765.
39. Любовь, С.Х.; Ида, С. (2011). «Миграция планеты». В С. Сигере. (ред.). Экзопланеты . Университет Аризоны Пресс, Тусон, Аризона. стр. 347–371. arXiv : 1004.4137 . Бибкод : 2010exop.book..347L.
40. Персонал (12 января 2010 г.). «Как Земля пережила рождение». Журнал «Астробиология» . Архивировано из оригинала 12 апреля 2010 г. Проверено 4 февраля 2010 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
41. Эйлифф, Б.; Бейт, MR (2009). «Аккреция газа на ядра планет: трехмерные гидродинамические расчеты самогравитирующего излучения». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 393 (1): 49–64. arXiv : 0811.1259 . Бибкод : 2009MNRAS.393...49A. дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.14184.x. S2CID  15124882.
42. Д'Анджело, Г.; Боденхаймер, П. (2013). «Трехмерные радиационно-гидродинамические расчеты оболочек молодых планет, встроенных в протопланетные диски». Астрофизический журнал . 778 (1): 77 (29 стр.). arXiv : 1310.2211 . Бибкод : 2013ApJ...778...77D. дои : 10.1088/0004-637X/778/1/77. S2CID  118522228.
43. Лиссауэр, Дж. Дж.; Губицкий О.; Д'Анджело, Дж.; Боденхаймер, П. (2009). «Модели роста Юпитера с учетом тепловых и гидродинамических ограничений». Икар . 199 (2): 338–350. arXiv : 0810.5186 . Бибкод : 2009Icar..199..338L. дои : 10.1016/j.icarus.2008.10.004. S2CID  18964068.
44. Д'Анджело, Дженнаро; Дурисен, Ричард Х.; Лиссауэр, Джек Дж. (декабрь 2010 г.). «Формирование гигантской планеты». В Сигере, Сара (ред.). Экзопланеты . Издательство Университета Аризоны. стр. 319–346. arXiv : 1006.5486 . Бибкод : 2010exop.book..319D. ISBN 978-0-8165-2945-2.
45. Томмес, EW; Дункан, MJ; Левисон, Гарольд Ф. (2002). «Формирование Урана и Нептуна среди Юпитера и Сатурна». Астрономический журнал . 123 (5): 2862–2883. arXiv : astro-ph/0111290 . Бибкод : 2002AJ....123.2862T. дои : 10.1086/339975. S2CID  17510705.
46. Левисон, Гарольд Ф.; Морбиделли, Алессандро; Ван Лаерховен, Криста; и другие. (2007). «Происхождение структуры пояса Койпера во время динамической нестабильности орбит Урана и Нептуна». Икар . 196 (1): 258–273. arXiv : 0712.0553 . Бибкод : 2008Icar..196..258L. дои :10.1016/j.icarus.2007.11.035. S2CID  7035885.
47. Эмили Лакдавалла (2006). «Кратко о результатах звездной пыли: Солнечная туманность была похожа на блендер». Планетарное общество . Проверено 2 января 2007 г.
48. Б.Г. Элмегрин (1979). «О разрушении протопланетной дисковой туманности Т Тельца, подобного солнечному ветру». Астрономия и астрофизика . 80 (1): 77. Бибкод : 1979A&A....80...77E.
49. Хэн Хао (24 ноября 2004 г.). «Взаимодействие диска и протопланеты» (PDF) . Гарвардский университет. Архивировано из оригинала (PDF) 7 сентября 2006 года . Проверено 19 ноября 2006 г.
50. Майк Браун . «Дисномия, луна Эриды». Персональный сайт . Проверено 1 февраля 2008 г.
51. Пети, Жан-Марк; Морбиделли, Алессандро (2001). «Первоначальное возбуждение и очистка пояса астероидов» (PDF) . Икар . 153 (2): 338–347. Бибкод : 2001Icar..153..338P. дои : 10.1006/icar.2001.6702. Архивировано из оригинала (PDF) 21 февраля 2007 г. Проверено 19 ноября 2006 г.
52. Джунко Коминами; Сигэру Ида (2001). «Влияние приливного взаимодействия с газовым диском на формирование планет земной группы». Икар . Департамент наук о Земле и планетах, Токийский технологический институт, Окаяма, Мэгуро-ку, Токио, Департамент наук о Земле и планетах, Токийский технологический институт, Окаяма, Мэгуро-ку, Токио. 157 (1): 43–56. Бибкод : 2002Icar..157...43K. дои : 10.1006/icar.2001.6811.
53. Шон К. Соломон (2003). «Меркурий: загадочная сокровенная планета». Письма о Земле и планетологии . 216 (4): 441–455. Бибкод : 2003E&PSL.216..441S. дои : 10.1016/S0012-821X(03)00546-6.
54. Питер Голдрейх; Йорам Литвик; Реем Сари (10 октября 2004 г.). «Заключительные этапы формирования планеты». Астрофизический журнал . 614 (1): 497–507. arXiv : astro-ph/0404240 . Бибкод : 2004ApJ...614..497G. дои : 10.1086/423612. S2CID  16419857.
55. Боттке, Уильям Ф.; Дурда, Дэниел Д.; Несворни, Дэвид; и другие. (2005). «Связь истории столкновений главного пояса астероидов с его динамическим возбуждением и истощением» (PDF) . Икар . 179 (1): 63–94. Бибкод : 2005Icar..179...63B. дои : 10.1016/j.icarus.2005.05.017.
56. Р. Эдгар; П. Артымович (2004). «Накачка планетезимального диска быстро мигрирующей планетой» (PDF) . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 354 (3): 769–772. arXiv : astro-ph/0409017 . Бибкод : 2004MNRAS.354..769E. дои : 10.1111/j.1365-2966.2004.08238.x. S2CID  18355985 . Проверено 12 мая 2008 г.
57. ERD Скотт (2006). «Ограничения на возраст Юпитера, механизм образования и время жизни туманности по хондритам и астероидам». Материалы 37-й ежегодной конференции по науке о Луне и планетах . Лиг-Сити, Техас: Лунное и планетарное общество. Бибкод : 2006LPI....37.2367S.
58. О'Брайен, Дэвид; Морбиделли, Алессандро; Боттке, Уильям Ф. (2007). «Первобытное возбуждение и очистка пояса астероидов — новый взгляд» (PDF) . Икар . 191 (2): 434–452. Бибкод : 2007Icar..191..434O. doi :10.1016/j.icarus.2007.05.005.
59. Рэймонд, Шон Н.; Куинн, Томас; Лунин, Джонатан И. (2007). «Моделирование окончательной сборки планет земного типа 2 в высоком разрешении: доставка воды и обитаемость планет». Астробиология . 7 (1): 66–84. arXiv : astro-ph/0510285 . Бибкод : 2007AsBio...7...66R. doi : 10.1089/ast.2006.06-0126. PMID  17407404. S2CID  10257401.
60. Сьюзан Ватанабэ (20 июля 2001 г.). «Тайны Солнечной туманности». НАСА. Архивировано из оригинала 17 января 2012 г. Проверено 2 апреля 2007 г.
61. Георгий А. Красинский ; Елена Владимировна Питьева ; М.В. Васильев; Е.И. Ягудина (июль 2002 г.). «Скрытая масса в поясе астероидов». Икар . 158 (1): 98–105. Бибкод : 2002Icar..158...98K. дои : 10.1006/icar.2002.6837.
62. Генри Х. Се; Дэвид Джуитт (23 марта 2006 г.). «Население комет в Главном поясе астероидов» (PDF) . Наука . 312 (5773): 561–563. Бибкод : 2006Sci...312..561H. дои : 10.1126/science.1125150. PMID  16556801. S2CID  29242874. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2020 г.
63. Фрэнсис Редди (2006). «Новый класс комет на задворках Земли». astronomy.com . Проверено 29 апреля 2008 г.
64. Морбиделли, Алессандро; Чемберс, Дж.; Лунин, Джонатан И.; Пети, Жан-Марк; Роберт, Ф.; Вальсекки, Джованни Б.; Сир, К.Э. (2000). «Регионы-источники и сроки доставки воды на Землю». Метеоритика и планетология . 35 (6): 1309–1320. Бибкод : 2000M&PS...35.1309M. дои : 10.1111/j.1945-5100.2000.tb01518.x . ISSN  1086-9379.
65. Флоренс Раулин-Серсо; Мари-Кристин Морель; Жан Шнайдер (1998). «От панспермии к биоастрономии, эволюция гипотезы универсальной жизни». Происхождение жизни и эволюция биосфер . Спрингер Нидерланды. 28 (4/6): 597–612. Бибкод : 1998OLEB...28..597R. дои : 10.1023/А: 1006566518046. PMID  11536892. S2CID  7806411.
66. Дж. Джеффри Тейлор (21 августа 2001 г.). «Уран, Нептун и Лунные горы». Открытия планетарных исследований . Гавайский институт геофизики и планетологии . Проверено 1 февраля 2008 г.
67. Морбиделли, Алессандро (3 февраля 2008 г.). «Происхождение и динамическая эволюция комет и их резервуаров». arXiv : astro-ph/0512256 .
68. Цыганис, К.; Гомес, Р.; Морбиделли, А.; Ф. Левисон, Х. (2005). «Происхождение орбитальной архитектуры планет-гигантов Солнечной системы» (PDF) . Природа . 435 (7041): 459–461. Бибкод : 2005Natur.435..459T. дои : 10.1038/nature03539. PMID  15917800. S2CID  4430973.
69. Р. Малхотра (1995). «Происхождение орбиты Плутона: последствия для Солнечной системы за пределами Нептуна». Астрономический журнал . 110 : 420. arXiv : astro-ph/9504036 . Бибкод : 1995AJ....110..420M. дои : 10.1086/117532. S2CID  10622344.
70. М. Дж. Фогг; Р.П. Нельсон (2007). «О формировании планет земной группы в системах горячего Юпитера». Астрономия и астрофизика . 461 (3): 1195–1208. arXiv : astro-ph/0610314 . Бибкод : 2007A&A...461.1195F. дои : 10.1051/0004-6361: 20066171. S2CID  119476713.
71. «Юпитер, возможно, лишил Марс массы, указывается в новом отчете» . Юго-западный исследовательский институт, Сан-Антонио, Техас (пресс-релиз). 6 июня 2011 г.
72. Уолш, К.Дж.; Морбиделли, Алессандро; Раймонд, С.Н.; О'Брайен, ДП; Манделл, AM (2011). «Низкая масса Марса из-за ранней газовой миграции Юпитера». Природа . 475 (7355): 206–209. arXiv : 1201.5177 . Бибкод : 2011Natur.475..206W. дои : 10.1038/nature10201. PMID  21642961. S2CID  4431823.
73. Д'Анджело, Г.; Марзари, Ф. (2012). «Внешняя миграция Юпитера и Сатурна в эволюционировавших газовых дисках». Астрофизический журнал . 757 (1): 50 (23 стр.). arXiv : 1207.2737 . Бибкод : 2012ApJ...757...50D. дои : 10.1088/0004-637X/757/1/50. S2CID  118587166.
74. Чемберс, Дж. Э. (2013). «Поздняя стадия планетарной аккреции, включая столкновения и фрагментацию». Икар . 224 (1): 43–56. Бибкод : 2013Icar..224...43C. дои : 10.1016/j.icarus.2013.02.015.
75. Изидоро, А.; Хагигипур, Н.; Зима, ОК; Цучида, М. (2014). «Формирование планет земной группы в протопланетном диске с локальным истощением массы: успешный сценарий формирования Марса». Астрофизический журнал . 782 (1): 31 (20 стр.). arXiv : 1312.3959 . Бибкод : 2014ApJ...782...31I. дои : 10.1088/0004-637X/782/1/31. S2CID  118419463.
76. Фишер, РА; Чесла, Ф.Дж. (2014). «Динамика планет земной группы на основе большого количества симуляций N-тел». Письма о Земле и планетологии . 392 : 28–38. Бибкод : 2014E&PSL.392...28F. дои : 10.1016/j.epsl.2014.02.011.
77. Кэтрин Хансен (2005). «Орбитальная перестановка ранней Солнечной системы». Геотаймс . Проверено 22 июня 2006 г.
78. Зеллнер, Николь Э.Б. (сентябрь 2017 г.). «Катаклизма больше нет: новые взгляды на время и доставку лунных ударников». Происхождение жизни и эволюция биосфер . 47 (3): 261–280. arXiv : 1704.06694 . Бибкод : 2017OLEB...47..261Z. дои : 10.1007/s11084-017-9536-3. ISSN  0169-6149. ПМК 5602003 . ПМИД  28470374. 
79. «Хронология планетарных поверхностей». Отдел истории НАСА . Проверено 13 марта 2008 г.
80. «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 года . Проверено 29 апреля 2008 г.
81. Кларк Р. Чепмен (1996). «Угроза для цивилизации со стороны внеземных объектов и последствия крушения кометы Шумейкера-Леви 9» (PDF) . Abhandlungen der Geologischen Bundeanstalt, Вена . 53 : 51–54. ISSN  0016-7800. Архивировано из оригинала (PDF) 10 сентября 2008 г. Проверено 6 мая 2008 г.
82. Крейг Б. Агнор; Гамильтон П. Дуглас (2006). «Захват Нептуном своего спутника Тритона в результате гравитационного столкновения двойной планеты» (PDF) . Природа . 441 (7090): 192–194. Бибкод : 2006Natur.441..192A. дои : 10.1038/nature04792. PMID  16688170. S2CID  4420518. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июня 2007 г.
83. Морбиделли, Алессандро (3 февраля 2008 г.). «Происхождение и динамическая эволюция комет и их резервуаров». arXiv : astro-ph/0512256 .
84. Бет Э. Кларк; Роберт Э. Джонсон (1996). «Межпланетное выветривание: поверхностная эрозия в космическом пространстве». Эос, Транзакции, Американский геофизический союз . 77 (15): 141. Бибкод : 1996EOSTr..77Q.141C. дои : 10.1029/96EO00094. Архивировано из оригинала 6 марта 2008 года . Проверено 13 марта 2008 г.
85. Боттке, Уильям Ф.; Дурба, Д.; Несворный, Д.; и другие. (2005). «Происхождение и эволюция каменных метеоритов» (PDF) . Труды Международного астрономического союза . Динамика популяций планетных систем. Том. 197. стр. 357–374. дои : 10.1017/S1743921304008865 .
86. Х. Альфвен; Г. Аррениус (1976). «Маленькие тела». СП–345 Эволюция Солнечной системы . НАСА . Проверено 12 апреля 2007 г.
87. Кануп, Робин М .; Уорд, Уильям Р. (30 декабря 2008 г.). Происхождение Европы и галилеевых спутников . Издательство Университета Аризоны. п. 59. arXiv : 0812.4995 . Бибкод : 2009euro.book...59C. ISBN 978-0-8165-2844-8.
88. Д'Анджело, Г.; Подолак, М. (2015). «Захват и эволюция планетезималей в околозвездных дисках». Астрофизический журнал . 806 (1): 29 стр. arXiv : 1504.04364 . Бибкод : 2015ApJ...806..203D. дои : 10.1088/0004-637X/806/2/203. S2CID  119216797.
89. Н. Такато; Автобус СЖ; и другие. (2004). «Обнаружение особенности глубокого 3-метрового поглощения в спектре Амальтеи (СП)». Наука . 306 (5705): 2224–7. Бибкод : 2004Sci...306.2224T. дои : 10.1126/science.1105427. PMID  15618511. S2CID  129845022. ${\displaystyle \mu }$
    См. также Фрейзер Кейн (24 декабря 2004 г.). «Луна Юпитера, вероятно, была захвачена». Вселенная сегодня . Архивировано из оригинала 30 января 2008 г. Проверено 3 апреля 2008 г.
90. округ Колумбия Джуитт; С. Шеппард; К. Порко (2004). «Внешние спутники Юпитера и трояны» (PDF) . Во Фран Багенал ; Тимоти Э. Даулинг; Уильям Б. Маккиннон (ред.). Юпитер. Планета, спутники и магнитосфера . Издательство Кембриджского университета. стр. 263–280. ISBN 0-521-81808-7. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2007 г.
91. Скотт С. Шеппард. «Гигантская планета-спутник и страница Луны». Персональная веб-страница . Архивировано из оригинала 11 марта 2008 г. Проверено 13 марта 2008 г.
92. Зейлик и Грегори 1998, стр. 118–120.
93. RM Canup; Э. Асфауг (2001). «Происхождение Луны в результате гигантского удара ближе к концу формирования Земли». Природа . 412 (6848): 708–12. Бибкод : 2001Natur.412..708C. дои : 10.1038/35089010. PMID  11507633. S2CID  4413525.
94. DJ Стивенсон (1987). «Происхождение Луны – Гипотеза столкновения» (PDF) . Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 15 (1): 271–315. Бибкод : 1987AREPS..15..271S. doi : 10.1146/annurev.ea.15.050187.001415. S2CID  53516498. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2020 г.
95. Дж. Джеффри Тейлор (31 декабря 1998 г.). «Происхождение Земли и Луны». Открытия планетарных исследований . Гавайский институт геофизики и планетологии . Проверено 25 июля 2007 г.
96. Робин М. Кануп (28 января 2005 г.). «Гигантское ударное происхождение Плутона-Харона» (PDF) . Наука . 307 (5709): 546–550. Бибкод : 2005Sci...307..546C. дои : 10.1126/science.1106818. PMID  15681378. S2CID  19558835.
97. Браун, Мэн; Рагоцзин, Д.; Стэнсберри, Дж.; Фрейзер, WC (2010). «Размер, плотность и формирование системы Оркус-Вант в поясе Койпера». Астрономический журнал . 139 (6): 2700–2705. arXiv : 0910.4784 . Бибкод : 2010AJ....139.2700B. дои : 10.1088/0004-6256/139/6/2700. S2CID  8864460.
98. Блэкман, JW; и другие. (13 октября 2021 г.). «Аналог Юпитера, вращающийся вокруг звезды белого карлика». Природа . 598 (7880): 272–275. arXiv : 2110.07934 . Бибкод : 2021Natur.598..272B. дои : 10.1038/s41586-021-03869-6. PMID  34646001. S2CID  238860454 . Проверено 14 октября 2021 г.
99. Блэкман, Джошуа; Беннетт, Дэвид; Болье, Жан-Филипп (13 октября 2021 г.). «Хрустальный шар в будущее нашей Солнечной системы - гигантская газовая планета, вращающаяся вокруг мертвой звезды, дает представление о предсказанных последствиях гибели нашего Солнца». Обсерватория Кека . Проверено 14 октября 2021 г.
100. Феррейра, Бекки (13 октября 2021 г.). «Астрономы нашли планету, которая пережила смерть своей звезды. Планета размером с Юпитер вращается вокруг звезды, называемой белым карликом, и намекает на то, какой может быть наша Солнечная система, когда Солнце погаснет». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 28 декабря 2021 г. Проверено 14 октября 2021 г.
101. Дж. Ласкар (1994). «Масштабный хаос в Солнечной системе». Астрономия и астрофизика . 287 : L9–L12. Бибкод : 1994A&A...287L...9L.
102. Джеральд Джей Сассман; Джек Уиздом (1988). «Численные доказательства того, что движение Плутона хаотично» (PDF) . Наука . 241 (4864): 433–437. Бибкод : 1988Sci...241..433S. дои : 10.1126/science.241.4864.433. hdl : 1721.1/6038 . PMID  17792606. S2CID  1398095.
103. О. Нерон де Хирургия; Дж. Ласкар (февраль 1997 г.). «О долгосрочной эволюции вращения Земли». Астрономия и астрофизика . 318 : 975–989. Бибкод : 1997A&A...318..975N.
104. Уэйн Б. Хейс (2007). «Хаотична ли внешняя Солнечная система?». Физика природы . 3 (10): 689–691. arXiv : astro-ph/0702179 . Бибкод : 2007NatPh...3..689H. дои : 10.1038/nphys728. S2CID  18705038.
105. Стюарт, Ян (1997). Играет ли Бог в кости? (2-е изд.). Книги о пингвинах. стр. 246–249. ISBN 0-14-025602-4.
106. Дэвид Сига (23 апреля 2008 г.). «Солнечная система может выйти из строя еще до того, как умрет солнце». Служба новостей NewScientist.com . Проверено 28 апреля 2008 г.
107. Батыгин, К.; Лафлин, Г. (2008). «О динамической устойчивости Солнечной системы». Астрофизический журнал . 683 (2): 1207–1216. arXiv : 0804.1946 . Бибкод : 2008ApJ...683.1207B. дои : 10.1086/589232. S2CID  5999697.
108. А. Гайлитис (1980). «Приливное нагревание Ио и орбитальная эволюция спутников Юпитера». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 201 (2): 415–420. Бибкод : 1982MNRAS.201..415G. дои : 10.1093/mnras/201.2.415 .
109. 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. Бибкод : 1980M&P....22..141B. дои : 10.1007/BF00898423. S2CID  119442634.
110. Брюс Г. Биллс; Грегори А. Нойман; Дэвид Э. Смит; Мария Т. Зубер (2006). «Улучшенная оценка приливного рассеяния на Марсе на основе наблюдений MOLA тени Фобоса». Журнал геофизических исследований . 110 (Е7): E07004. Бибкод : 2005JGRE..110.7004B. дои : 10.1029/2004JE002376 . S2CID  6125538.
111. CF Чуба; Д.Г. Янковский; П.Д. Николсон (1989). «Приливная эволюция в системе Нептун-Тритон». Астрономия и астрофизика . 219 (1–2): 23. Бибкод : 1989A&A...219L..23C.
112. Дункан и Лиссауэр 1997.
113. Марк Буи; 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 . Бибкод : 2006AJ....132..290B. дои : 10.1086/504422. S2CID  119386667.
114. Тискарено, MS (4 июля 2012 г.). «Планетарные кольца». В Каласе, П.; Френч, Л. (ред.). Планеты, звезды и звездные системы. Спрингер . стр. 61–63. arXiv : 1112.3305v2 . дои : 10.1007/978-94-007-5606-9_7. ISBN 978-94-007-5605-2. S2CID  118494597 . Проверено 5 октября 2012 г.
115. Иесс, Л.; Милитцер, Б.; Каспи, Ю.; Николсон, П.; Дуранте, Д.; Рачиоппа, П.; Анабтави, А.; Галанти, Э.; Хаббард, В.; Мариани, MJ; Тортора, П.; Валь, С.; Заннони, М. (2019). «Измерение и значение гравитационного поля и массы кольца Сатурна» (PDF) . Наука . 364 (6445): eaat2965. Бибкод : 2019Sci...364.2965I. дои : 10.1126/science.aat2965 . hdl : 10150/633328. PMID  30655447. S2CID  58631177.
116. Джефф Хехт (2 апреля 1994 г.). «Наука: Огненное будущее планеты Земля». Новый учёный . № 1919. с. 14 . Проверено 29 октября 2007 г.
117. КП Шредер; Роберт Коннон Смит (2008). «Возвращение к далекому будущему Солнца и Земли». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 386 (1): 155–163. arXiv : 0801.4031 . Бибкод : 2008MNRAS.386..155S. дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x. S2CID  10073988.
118. Кнут Йорген; Рёд Эдегор (2004). «Наша меняющаяся Солнечная система». Центр международных исследований климата и окружающей среды . Архивировано из оригинала 9 октября 2008 г. Проверено 27 марта 2008 г.
119. Джеффри Стюарт Каргель (2004). Марс: более теплая и влажная планета. Спрингер. ISBN 1-85233-568-8. Проверено 29 октября 2007 г.
120. Зейлик и Грегори 1998, с. 320–321.
121. «Введение в катаклизмические переменные (CV)» . Космический центр Годдарда НАСА . 2006 год . Проверено 29 декабря 2006 г.
122. И. Дж. Сакманн; А. И. Бутройд; К.Э. Кремер (1993). «Наше Солнце. III. Настоящее и будущее». Астрофизический журнал . 418 : 457. Бибкод : 1993ApJ...418..457S. дои : 10.1086/173407 .
123. Зейлик и Грегори 1998, с. 322.
124. Ральф Д. Лоренц; Джонатан И. Лунин; Кристофер П. Маккей (1997). «Титан под красным солнцем-гигантом: новый вид «обитаемой» луны» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 24 (22): 2905–8. Бибкод : 1997GeoRL..24.2905L. CiteSeerX 10.1.1.683.8827 . дои : 10.1029/97GL52843. PMID  11542268. S2CID  14172341. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июля 2011 г. Проверено 21 марта 2008 г. 
125. Марк Делеханти. «Солнце, единственная звезда Солнечной системы». Астрономия сегодня . Проверено 23 июня 2006 г.
126. КР Рыбицкий; К. Денис (2001). «О конечной судьбе Земли и Солнечной системы». Икар . 151 (1): 130–137. Бибкод : 2001Icar..151..130R. дои : 10.1006/icar.2001.6591.
127. Рамирес, Рамзес М.; Кальтенеггер, Лиза (16 мая 2016 г.). «Обитаемые зоны звезд постглавной последовательности». Астрофизический журнал . 823 (1): 6. arXiv : 1605.04924 . Бибкод : 2016ApJ...823....6R. дои : 10.3847/0004-637X/823/1/6 . S2CID  119225201.
128. Брюс Балик. «Планетарные туманности и будущее Солнечной системы». Персональный сайт . Архивировано из оригинала 19 декабря 2008 г. Проверено 23 июня 2006 г.
129. Б.Т. Гансике; Т. Р. Марш; Дж. Саутворт; А. Ребасса-Мансергас (2006). «Газообразный металлический диск вокруг белого карлика». Наука . 314 (5807): 1908–1910. arXiv : astro-ph/0612697 . Бибкод : 2006Sci...314.1908G. дои : 10.1126/science.1135033. PMID  17185598. S2CID  8066922.
130. Ричард В. Погге (1997). «Солнце прошлого и будущего». Новые перспективы в астрономии . Архивировано из оригинала (конспектов лекций) 27 мая 2005 г. Проверено 7 декабря 2005 г.
131. ТС Меткалф; М. Х. Монтгомери; А. Канаан (2004). «Тестирование теории кристаллизации белых карликов с помощью астеросейсмологии массивной пульсирующей звезды DA BPM 37093». Астрофизический журнал . 605 (2): L133. arXiv : astro-ph/0402046 . Бибкод : 2004ApJ...605L.133M. дои : 10.1086/420884. S2CID  119378552.
132. Г. Фонтейн; П. Брассар; П. Бержерон (2001). «Потенциал космохронологии белых карликов». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 113 (782): 409–435. Бибкод : 2001PASP..113..409F. дои : 10.1086/319535 .
133. Стейси Леонг (2002). Гленн Элерт (ред.). «Период обращения Солнца вокруг Галактики (космический год)». Справочник по физике (самоизданный) . Проверено 26 июня 2008 г.
134. Шпир, Майкл. «Возмущая облако Оорта». Американский учёный . Научно-исследовательское общество. Архивировано из оригинала 02 апреля 2012 г. Проверено 25 марта 2008 г.
135. Эрик М. Лейтч; Гаутам Васишт (1998). «Массовые вымирания и встречи Солнца со спиральными рукавами». Новая астрономия . 3 (1): 51–56. arXiv : astro-ph/9802174 . Бибкод : 1998НовыйА....3...51Л. дои : 10.1016/S1384-1076(97)00044-4. S2CID  17625755.
136. Фрейзер Кейн (2007). «Когда наша Галактика врезается в Андромеду, что происходит с Солнцем?». Вселенная сегодня . Проверено 16 мая 2007 г.
137. Дж. Т. Кокс; Авраам Леб (2007). «Столкновение Млечного Пути и Андромеды». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 386 (1): 461–474. arXiv : 0705.1170 . Бибкод : 2008MNRAS.386..461C. дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13048.x. S2CID  14964036.
138. НАСА (31 мая 2012 г.). «Хаббл НАСА показывает, что Млечный Путь обречен на лобовое столкновение» . НАСА . Проверено 13 октября 2012 г.
139. Саймон А. Уайльд; Джон В. Вэлли; Уильям Х. Пек; Колин М. Грэм (2001). «Свидетельства обломочных цирконов о существовании континентальной коры и океанов на Земле 4,4 миллиарда лет назад» (PDF) . Природа . 409 (6817): 175–8. Бибкод : 2001Natur.409..175W. дои : 10.1038/35051550. PMID  11196637. S2CID  4319774.
140. Гэри Эрнст Уоллес (2000). «Место Земли в Солнечной системе». Системы Земли: процессы и проблемы . Издательство Кембриджского университета. стр. 45–58. ISBN 0-521-47895-2.
141. Кортленд, Рэйчел (2 июля 2008 г.). «Есть ли на новорожденной Земле жизнь?». Новый учёный . Проверено 13 апреля 2014 г.
142. Барроу, Джон Д .; Типлер, Фрэнк Дж. (1986). Антропный космологический принцип (1-е изд.). Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-282147-8. LCCN  87028148.

Библиография

• Дункан, Мартин Дж.; Лиссауэр, Джек Дж. (1997). «Орбитальная стабильность спутниковой системы Урана». Икар . 125 (1): 1–12. Бибкод : 1997Icar..125....1D. дои : 10.1006/icar.1996.5568.
• Зейлик, Майкл А.; Грегори, Стивен А. (1998). Вводная астрономия и астрофизика (4-е изд.). Издательство Колледжа Сондерса. ISBN 0-03-006228-4.

Внешние ссылки

• Анимация 7M с сайта skyandtelescope.com, показывающая раннюю эволюцию внешней части Солнечной системы.
• Анимация QuickTime будущего столкновения Млечного Пути и Андромеды
• Как умрет Солнце: и что произойдет с Землей (видео на Space.com)