Ursprunget till vårt solsystem

En av de mest ställda frågorna från astronomer är: hur kom vår sol och planeter hit? Det är en bra fråga och en som forskarna svarar när de utforskar solsystemet. Det har inte varit brist på teorier om planeternas födelse under åren. Detta är inte förvånande med tanke på att jorden i århundraden tros vara centrum för hela universumet, för att inte tala om vårt solsystem. Naturligtvis ledde detta till en felbedömning av vårt ursprung. Vissa tidiga teorier antydde att planeterna spottades ur solen och stelnade. Andra, mindre vetenskapliga, föreslog att någon gudom helt enkelt skapade solsystemet ur ingenting på bara några "dagar". Sanningen är emellertid mycket mer spännande och är fortfarande en historia som fylls ut med observationsdata. 

När vår förståelse för vår plats i galaxen har vuxit har vi utvärderat frågan om vår början på nytt. Men för att identifiera solsystemets verkliga ursprung måste vi först identifiera de villkor som en sådan teori måste uppfylla.

Egenskaper hos vårt solsystem

Varje övertygande teori om vårt solsystem kommer från att kunna förklara de olika egenskaperna däri. De primära villkoren som måste förklaras inkluderar:

• Solens placering i solsystemets centrum.
• Planeringen av planeterna runt solen i moturs riktning (sett ovanifrån jordens nordpol).
• Placeringen av de små steniga världarna (markjordplaneterna) närmast solen, med de stora gasjättarna (de joviska planeterna) längre ut.
• Det faktum att alla planeter verkar ha bildats ungefär samma tid som solen.
• Den kemiska sammansättningen av solen och planeterna.
• Förekomsten av kometer och asteroider.

Identifiera en teori

Den enda teori som hittills uppfyller alla ovan angivna krav kallas solnebulteorin. Detta antyder att solsystemet kom till sin nuvarande form efter att ha kollapsat från ett molekylärt gasmoln för cirka 4,568 miljarder år sedan.

I huvudsak stördes ett molekylärt gasmoln, flera ljusår i diameter, av en närliggande händelse: antingen en supernovaexplosion eller en förbipasserande stjärna som skapade en gravitationsstörning. Denna händelse fick regionerna i molnet att börja klumpa ihop sig, varvid den centrala delen av nebulan var den tätaste, kollapsade till ett singularföremål.

Innehåller mer än 99,9% av massan, detta objekt började sin resa till star-hood genom att först bli en protostar. Speciellt tros det att den tillhörde en klass av stjärnor känd som T Tauri-stjärnor. Dessa förstjärnor kännetecknas av omgivande gasmoln som innehåller pre-planetariskt material med större delen av massan i själva stjärnan.

Resten av saken ute på den omgivande disken levererade de grundläggande byggstenarna för planeter, asteroider och kometer som så småningom skulle bildas. Cirka 50 miljoner år efter att den första chockvågen inledde kollapsen blev kärnan i den centrala stjärnan tillräckligt varm för att antända kärnfusion. Fusionen tillhandahöll tillräckligt med värme och tryck att det balanserade massan och tyngdkraften hos de yttre skikten. Vid den tidpunkten var barnstjärnan i hydrostatisk jämvikt, och objektet var officiellt en stjärna, vår sol.

I regionen kring den nyfödda stjärnan kolliderade små, heta jordklotar samman för att bilda större och större "världar" som kallas planetesimals. Så småningom blev de tillräckligt stora och hade tillräckligt med "självtyngd" för att anta sfäriska former. 

När de blev större och större bildade dessa planetesimaler planeter. De inre världarna förblev steniga när den starka solvinden från den nya stjärnan svepte mycket av den nebulära gasen ut till kallare regioner, där den fångades av de nya joviska planeterna. Idag kvarstår några rester av dessa planetesimaler, andra som trojanska asteroider som går i bana längs samma väg som en planet eller måne.

Så småningom bromsades denna anspråk på materien genom kollisioner. Den nybildade planetenssamlingen antog stabila banor och några av dem vandrade ut mot det yttre solsystemet. 

Tillämpar solnebulaorin på andra system?

Planetforskare har ägnat flera år på att utveckla en teori som matchade observationsdata för vårt solsystem. Balansen mellan temperatur och massa i det inre solsystemet förklarar arrangemanget av världar som vi ser. Handlingen med planetbildning påverkar också hur planeterna sätter sig in i deras slutliga banor, och hur världar byggs och sedan modifieras av pågående kollisioner och bombardemang.

Men när vi observerar andra solsystem, upptäcker vi att deras strukturer varierar mycket. Närvaron av stora gasjättar nära deras centrala stjärna håller inte med solnebulteorin. Det betyder förmodligen att det finns några mer dynamiska handlingar som forskare inte har redogjort för i teorin. 

Vissa tror att strukturen i vårt solsystem är den som är unik och innehåller en mycket styvare struktur än andra. I slutändan betyder det att kanske inte utvecklingen av solsystem är så strikt definierad som vi en gång trodde.