TEORI PENAMBAHBAIKAN: LATAR BELAKANG DAN PENJELASAN - FIZIKAL - 2025

The t pertambahan eoría (atau pertambahan) dalam astrofizik, menjelaskan bahawa planet-planet dan objek-objek angkasa lain yang dibentuk oleh pemeluwapan habuk kecil yang tertarik dengan daya graviti.

Idea bahawa planet terbentuk dengan cara ini dikemukakan oleh ahli geofizik Rusia Otto Schmidt (1891-1956) pada tahun 1944; Dia mengusulkan agar awan gas dan debu yang besar, dalam bentuk cakera rata, mengelilingi Matahari pada sistem suria awal.

Gambar 1. Konsep Artis mengenai cakera protoplanet, dari mana planet dibentuk dengan pertambahan. Sumber: Wikimedia Commons.

Schmidt mendakwa bahawa Matahari telah memperoleh awan ini bersama dengan bintang lain, yang, yang dibawa oleh pergerakannya melalui galaksi, melewati pada masa yang sama melalui nebula yang kaya dengan debu dan gas. Kedekatan bintang yang lain membantu kita untuk menangkap perkara yang kemudian menjadi pekat.

Hipotesis mengenai pembentukan sistem suria tergolong dalam dua kategori: evolusi dan bencana. Yang pertama menegaskan bahawa Matahari dan planet-planet berkembang dari satu proses dan bermula pada idea yang dikemukakan oleh Inmanuel Kant (1724-1804) dan Pierre Simon de Laplace (1749-1827).

Titik kedua kepada peristiwa bencana, seperti perlanggaran atau jarak dengan bintang lain, sebagai pencetus pembentukan planet. Pada mulanya, hipotesis Schmidt tergolong dalam kategori ini.

Penjelasan

Hari ini terdapat pemerhatian sistem bintang muda dan kekuatan komputasi yang mencukupi untuk melakukan simulasi berangka. Inilah sebabnya mengapa teori bencana telah ditinggalkan untuk menyokong teori evolusi.

Hipotesis nebular mengenai pembentukan sistem suria pada masa ini adalah yang paling diterima oleh komuniti saintifik, mempertahankan pertambahan sebagai proses pembentukan planet.

Bagi sistem suria kita sendiri, 4.5 bilion tahun yang lalu, tarikan graviti mengumpulkan zarah-zarah kecil debu kosmik - berukuran dari beberapa angstrom hingga 1 sentimeter - di sekitar titik pusat, membentuk awan.

Awan ini adalah tempat kelahiran Matahari dan planet-planetnya. Diperkirakan bahawa asal-usul debu kosmik boleh menjadi letupan supernova sebelumnya: bintang yang runtuh dengan ganas dan menyebarkan sisa-sisanya ke angkasa.

Di kawasan awan yang paling padat, zarah-zarah bertabrakan lebih kerap kerana jaraknya yang dekat dan mula kehilangan tenaga kinetik.

Kemudian tenaga graviti menyebabkan awan runtuh di bawah graviti sendiri. Oleh itu lahirlah seorang protostar. Graviti terus bertindak sehingga terbentuk cakera, dari mana cincin pertama terbentuk dan kemudian planet.

Sementara itu, Matahari di tengahnya dipadatkan, dan ketika mencapai jisim kritikal tertentu, reaksi peleburan nuklear mulai terjadi di dalamnya. Reaksi inilah yang menjaga Matahari dan bintang-bintang.

Zarah-zarah yang sangat bertenaga digerakkan dari Matahari, yang dikenal sebagai angin suria. Ini membantu membersihkan serpihan, membuangnya.

Pembentukan planet-planet

Ahli astronomi menganggap bahawa setelah kelahiran raja bintang kita, cakera debu dan gas yang mengelilinginya tetap berada di sana selama sekurang-kurangnya 100 juta tahun, yang memberi masa yang cukup untuk pembentukan planet.

Rajah 2. Diagram Sistem Suria hari ini. Sumber: Wikimedia Commons.

Pada skala masa kita, tempoh ini kelihatan seperti kekekalan, tetapi pada hakikatnya ia hanya sekejap dalam waktu semesta.

Pada waktu ini objek yang lebih besar, berdiameter sekitar 100 km, disebut planetesimals, terbentuk. Mereka adalah embrio planet masa depan.

Tenaga Matahari yang baru lahir membantu menguap gas dan habuk dari cakera, dan ini memendekkan masa kelahiran planet baru. Sementara itu, pertembungan terus menambah masalah, kerana ini adalah pertambahan tepat.

Model pembentukan planet

Dengan melihat bintang muda dalam formasi, para saintis memperoleh gambaran tentang bagaimana sistem suria kita terbentuk. Pada awalnya terdapat kesukaran: bintang-bintang ini tersembunyi dalam julat frekuensi yang dapat dilihat, kerana awan debu kosmik yang mengelilinginya.

Tetapi berkat teleskop dengan sensor inframerah, awan debu kosmik dapat ditembusi. Telah ditunjukkan bahawa di kebanyakan nebula di Bima Sakti terdapat bintang dalam formasi, dan tentunya planet yang menyertainya.

Tiga model

Dengan semua maklumat yang dikumpulkan setakat ini, tiga model telah dicadangkan mengenai pembentukan planet. Yang paling banyak diterima adalah teori penambahan, yang berfungsi dengan baik untuk planet berbatu seperti Bumi, tetapi tidak juga untuk raksasa gas seperti Musytari dan planet luar yang lain.

Model kedua adalah varian yang sebelumnya. Ini menyatakan bahawa batu terbentuk terlebih dahulu, yang secara graviti tertarik satu sama lain, mempercepat pembentukan planet.

Akhirnya, model ketiga berdasarkan ketidakstabilan cakera, dan model yang paling tepat menjelaskan pembentukan gergasi gas.

Model penambahan nuklear dan planet berbatu

Dengan kelahiran Matahari, bahan yang tersisa mula berkumpul bersama. Kluster yang lebih besar terbentuk dan unsur-unsur cahaya seperti helium dan hidrogen dihanyutkan oleh angin suria ke kawasan yang jauh dari pusat.

Dengan cara ini, unsur dan sebatian yang lebih berat, seperti logam dan silikat, dapat menimbulkan planet berbatu yang dekat dengan Matahari. Selepas itu, proses pembezaan geokimia dimulakan dan berbagai lapisan Bumi terbentuk.

Sebaliknya, diketahui bahawa pengaruh angin suria merosot dengan jarak. Jauh dari Matahari gas yang terbentuk oleh unsur cahaya dapat berkumpul. Pada jarak ini, suhu beku mempromosikan pemeluwapan molekul air dan metana, sehingga menimbulkan planet gas.

Ahli astronomi mendakwa bahawa terdapat sempadan, yang disebut "garis ais" antara Marikh dan Musytari, di sepanjang tali pinggang asteroid. Di sana frekuensi perlanggaran lebih rendah, tetapi kadar pemeluwapan yang tinggi menimbulkan ukuran planet yang jauh lebih besar.

Dengan cara ini planet-planet raksasa diciptakan, dalam proses yang memerlukan waktu lebih sedikit daripada pembentukan planet-planet berbatu.

Teori penambahan dan eksoplanet

Dengan penemuan exoplanet dan maklumat yang dikumpulkan mengenai mereka, para saintis cukup yakin bahawa model penambahan adalah proses utama pembentukan planet.

Ini kerana model itu cukup menerangkan pembentukan planet berbatu seperti Bumi. Walaupun begitu, sebahagian besar eksoplanet yang ditemui setakat ini adalah jenis gas, dengan ukuran yang setara dengan Musytari atau jauh lebih besar.

Pemerhatian juga menunjukkan bahawa planet-planet gas mendominasi bintang dengan unsur-unsur yang lebih berat di intinya. Sebaliknya, batuan terbentuk di sekitar bintang dengan inti cahaya, dan Matahari adalah salah satu daripadanya.

Gambar 3. Perwakilan artis dari eksoplanet Kepler 62f di sekitar bintangnya, di buruj Lyra. Sumber: Wikimedia Commons.

Tetapi pada tahun 2005, sebuah eksoplanet berbatu akhirnya ditemui mengorbit bintang jenis suria. Dengan cara penemuan ini, dan lain-lain yang menyusul, menunjukkan bahawa planet berbatu juga relatif banyak.

Untuk kajian mengenai eksoplanet dan pembentukannya, pada tahun 2017 Badan Angkasa Eropah melancarkan satelit CHEOPS (Mencirikan Satelit ExOPlanets). Satelit menggunakan fotometer yang sangat sensitif untuk mengukur cahaya dari sistem bintang yang lain.

Apabila planet melintas di depan bintangnya, ia mengalami penurunan kecerahan. Dengan menganalisis cahaya ini, ukurannya dapat diketahui dan apakah itu planet gergasi gas atau berbatu seperti Bumi dan Marikh.

Dari pemerhatian dalam sistem muda, kita dapat memahami bagaimana pertambahan berlaku dalam pembentukan planet.

Rujukan

1. Negara. Ini adalah 'Cheops', satelit Sepanyol untuk mengukur eksoplanet. Dipulihkan dari: elpais.com.
2. Pemburu Planet. Apa yang sebenarnya kita fahami mengenai pembentukan planet ?. Dipulihkan dari: blog.planethunters.org.
3. Sergeev, A. Lahir dari debu. Dipulihkan dari: vokrugsveta.ru.
4. Pembentukan Sistem Suria. Bab 8. Dipulihkan dari: asp.colorado.edu.
5. Taylor, N. Bagaimanakah Bentuk Sistem Suria? Dipulihkan dari: space.com.
6. Woolfson, M. Asal dan evolusi sistem suria. Dipulihkan dari: akademik.oup.com.