мини|Umetničko viđenje prasunčeve magline. мини|Slika sa Svemirskog teleskopa Habla koji prikazuje protoplanetarne prstenove u Orionovoj maglini (-{Messier 42}-), koji verovatno vrlo nalikuje stanju kakvo je vladalo u prasunčevoj maglini kod stvaranja našeg Sunčevog sistema. мини|Niz proton-proton dominira u zvezdama veličine Sunca ili manjim. мини|Jovijanske planete; od vrha prema dole: Neptun, Uran, Saturn i Jupiter. мини|Terestrijske planete: Merkur, Venera, Zemlja i Mars u stvarnim bojama i srazmeri.

Prevladavajuća teorija formiranja Sunčevog sistema danas je teorija o zajedničkom nastanku Sunca i planeta, a njoj su najviše pridoneli svojim radovima Karl Fridrih fon Vajczeker (1944), Hanes Alven (1945), Džerard Kajper (1951) i Fred Hojl (1960). Teorija se zasniva na posmatranjima mladih zvezda koje se oblikuju u području hladnih međuzvezdanih oblaka i koje su okružene maglinom (Herbig–aro object). Postanak im se odvija u nekoliko koraka. Najpre se veliki međuzvezdani gasno-prašni oblak skuplja i istodobno cepa na manje delove (fragmentacija). Iz jednog oblačnog dela oblikuje se prasunčeva maglina kao rotirajući disk. U središtu je diska buduće Sunce, koje prikuplja najviše mase, a zgušnjavaju se i delovi diska, te čine jezgra budućih planeta. Planete rastu od manjih delova (planetezimala), oko kojih se okuplja gas. Mlado se Sunce steže, zagreva i u njegovom se središtu pali termonuklearni izvor. Osim hemijskim sastavom, građa i veličina planeta biće uslovljena Sunčevim zračenjem i Sunčevim vetrom. Bliže Suncu, temperatura je viša; na položaju gde se temperatura spusti ispod 1800 K očvršćavaju se refraktorne, teško topljive materije, a pri temperaturama nižima od 300 K i isparljive, lako isparljive materije. Bliži su protoplanete zbog toga veće gustine, dok udaljenije protoplanete, one od kojih će nastati divovske planete poput Jupitera, narastu privlačeći iz magline većinske gasove, vodonik i helijum. U trajanju od približno 100 miliona godina, planete i manja tela prikupe sav materijal magline, nakon čega dolazi do dugotrajnih promena u unutrašnjoj građi planeta, do taloženja (sedimentacije) i hemijskih diferencijacija po dubini, to jest do danas zatečenog stanja.Kozmogonija, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.

Postanak planetnog sistema Prema današnjem shvaćanju, postanak i razvoj planetskog sistema odvijao se u nekoliko koraka. Ponajpre, veliki međuzvezdani oblak se zbija i pritom cepa na manje delove (fragmentacije). Iz materije sadržane u jednom oblačnom fragmentu oblikuje se Sunčeva maglina kao rotirajući disk; u njemu dolazi do preraspodele količine kretanja i pripremaju se uslovi za nastanak malih kompaktnih tela. Nakon toga konsoliduju se planete. Zavisno od građe s kojom su stasale, planete i njihovi veći sateliti prolaze kroz geološki razvoj. Pretpostavlja se da je sadašnje stanje tela u planetskom sistemu posledica načina nastanka i razvoja koji je sledio nakon postanka. Stoga se i kosmogonija planetskog sistema proverava sadašnjim stanjem svih vrsta tela, a u celovitu opštu sliku treba da se uklope i promene prisutne u pojedinačnim slučajevima.

Sudeći po razvoju zvezda, Sunčev je sistem nastao iz međuzvezdanog materijala koji se nalazio u spiralnom kraku naše galaksije (Mlečni put). Hladni oblaci gasa i prašine postoje u galaktičkoj ravnini i danas, mnogo godina nakon nastanka prvih zvezda galaksije. Da bi se ti oblaci pretvorili u zvezde, gravitaciona sila mora nadjačati težnju gasa da se širi (ekspandira). Da bi gravitaciono privlačenje nadvladalo, gustina oblaka mora pri danoj temperaturi preći neku kritičnu vrednost. Zamišljena su dva načina na koja dolazi do povećanja gustine: ulazak međuzvezdanog oblaka u područje spiralnog kraka galaksije ili pojava supernove u neposrednoj blizini. Izučavanje galaksija pokazuje da je u krakovima međuzvezdana materija veće gustoće nego izvan krakova, pa se s ulaskom oblaka u spiralni krak oblak usporava i sabija. S druge strane, supernove udarnim talasom zbijaju međuzvezdanu materiju. U slučaju našeg sistema postoji evidencija da se zbila eksplozija supernove. U ugljovodoničnim meteoritima nađeni su izotopi koji su potomci radioaktivnih elemenata kratkog vremena života, a koji se proizvode u toku eksplozije supernove. Prema broju atoma izotopa procenjeno je da je od pojave supernove do ukrućivanja meteoritskog materijala prošlo od nekoliko miliona do nekoliko desetina miliona godina.

Prasunčeva maglina Prilikom odvajanja od drugih delova međuzvezdanog oblaka prasunčeva maglina zadržava galaktičko magnetno polje - važno svojstvo međuzvezdanog prostora, a zadržava i dinamičko stanje u kojemu se oblak nalazio. Prasunčeva maglina se zato pri osamostaljenju vrti (rotira), i u odnosu na središte galaksije, i u odnosu na druge galaksije. Maglina nastavlja da se urušava. Materija pada prema središtu oblaka gde nastaje mlado Sunce. Ono se zbog stiskanja zagrava i sve jače svetli. Najjače je zagrejano u središtu, i tamo se počinju javljati termonuklearne reakcije, koje će mu dabati energiju u dugom nizu godina. Sunce se prestaje stezati tek kada ekspanzivni pritisak gasa poraste toliko da se izjednači sa hidrostatičkim pritiskom.

Za vreme stezanja Sunca i stezanja cele magline, a zbog sačuvanja ugaone količine kretanja, Sunce i maglina se vrte sve brže. Disk je to plosnatiji što se brže vrti. Disk je telo osne simetrije i ima jednu osobenu ravan - ravan ekvatora. One čestice koje se još ne nalaze u ekvatorskoj ravnini privlači, osim Sunca, i veća masa koja se u ekvatorskoj ravni već nalazi; čestice „padaju” u ravan ekvatora. To omogućavaju i tome pridonose, neelastični sudari među česticama, jer se u toku neelastičnog sudara smanjuje komponenta brzine normalna na ekvatorsku ravan (slično se dešava kod Saturnovih prstenova). Takvo vladanje jače je izraženo kod zrnaca praha nego kod slobodnih atoma, pa se prah vrlo brzo taloži u sloj u ekvatorskoj ravnini; mnogo tanji od magline. Staze budućih planeta biće ograničene na širinu sloja pa ne moraju ležati tačno u ravni Sunčevog ekvatora.

Nezaobilazni dinamički problem razvoja sistema označava prenos ugaone količine kretanja sa Sunca na planete. Budući je najmasivniji deo magline, prasunce sadrži najveću ugaonu količinu kretanja. Danas je pak 50 puta veća količina kretanja sadržana u revoluciji planeta nego u rotaciji Sunca, iako Sunce ima masu 750 puta veću od mase svih planeta. Na jedan način, količina kretanja može se preneti magnetnim poljem. Ono je usredotočeno u središnjem gasovitom zgušćenju, mladom Suncu i silnice izlaze iz njega u obliku spirala, prolazeći kroz čitav disk. Ovo svojstvo magnetskog polja je ograničeno na jonizovani gas. Sunce je pomoću magnetnog polja povezano s maglinom i predaje joj energiju. Mlado Sunce okretalo se 100 puta brže. Zamisle li se magnetne silnice kao elastične lisnate opruge koje vire iz osovine - Sunca, može se zaključiti da te opruge požuruju vrtnju magline u kojoj su isidrene; iako je ta slika posve mehanička, ona dobro opisuje stvaran proces. Sunčeva se vrtnja prenosi na maglinu. Koliko ugaona količina kretranja magline poraste, toliko se ugaona količina kretanja Sunca smanji. Zbog povećanja ugaone količine kretanja maglina se udaljava od Sunca.

Na drugi način, ugaona se količina kretanja može preneti i putem vrtložnih kretanja u maglini. A znatna količina kretanja mogla je da se izgubi u prostor gubitkom mase u obliku Sunčevog vetra. Prenos ugaone količine kretanja sa Sunca na maglinu ima dvojaku posledicu. S jedne strane u jednom će se trenutku izgubiti veza magline i Sunca i ono više neće moći usisavati maglinu. Drugo, maglina poprima količinu kretanja koju će preneti na tela u njoj rođena, na buduće planete.Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.

Nastajanje planeta

U maglini su morali postojati svi preduslovi za njihovo stvaranje (akumulaciju): iz raspršenog stanja, zrna praha i gas treba da se sistematski okupe i stvore nebesko telo; u toku okupljanja materija mora proći kroz određeni toplotni režim da bi postigla određeni hemijski i mineraloški sastav; različite materije moraju se zatim prostorno razdvojiti, jer je i građa svih tela Sunčevog sistema raslojena. Kao centri kondenzacije služe zrna praha; ona rastu kada na njih neelastično naleću molekuli iz gasovitig stanja. Budući da otpor gasovitog sredstva ujednačuje brzine kretanja zrna, ona se sudaraju malim brzinama i lepe (amalgamiraju). Tako se u prasunčevoj maglini javljaju čvrsta tela. Povoljni uslovi za njihov rast postoje samo dok je maglina relativno hladna.

Sastav čvrstih tela uslovljen je hemijskim sastavom magline i toplotnim svojstvima kroz koji prolaze. U maglini prevladava vodonik (78% mase) i helijum (20% mase), s primesom težih elemenata (2%). Elementi se javljaju u gasovitom stanju, to jest kao slobodni neutralni ili jonizovani atomi i molekuli, a ugrađuju se i u zrna prašine. Kondenzacija se odvija uz određene temperature. U razmaku temperatura od 1 000 do 1 800 K ukrućuje se željezo, oksidi metala, silicijuma i sličnih (refraktorne, teško topljive materije). Pri temperaturama od 100 do 300 K i niže, kondenziraju se i lako isparljivi sastojci (volatilne materije) kao što su voda, ugljen-dioksid, metan, amonijak; metalna i silikatna zrna prekrivaju se smrznutim materijama koje su inače kod sobne temperature u gasovitom stanju. Gasoviti ostaju jedino vodonik i plemeniti gasovi helijum, argon i neon.

Mineraloška svojstva meteorita potvrđuju postojanje temperatura od 300 do 1 800 K i pritisaka do 1 bar. Stenoviti satav terestričkih planeta s velikim udelom metala, te sistem jovijanskih planeta koji sadrže znatne količine volatilnih i zaleđenih materija, upućuju na područja s različitim toplotnim uslovima. Stanje je u skladu s iskustvom astrofizike prema kome mlada zvezda prolazi kroz razdoblje kada joj je sjaj promenjiv i sa zvezde eratično teče veoma snažan vetar (promjenjive zvezde T-Tauri). Bliže prasuncu sastojci magline su ižarivani, dok su se u udaljenim (perifernim) područjima materije mogle smrzavati.

Odlučujuća u stvaranju sistema je i druga posledica Sunčev vetar. Vetar pritiska na maglinu i odbacuje je. Sa sadašnjim nivom Sunčevog vetra, prasunčeva bi se maglina raspršila za 107 do 108 godina. Maglina je mogla biti posve odstranjena i za vreme dok je Sunce prebivalo u razdoblju zvezda T-Tauri, to jest u roku uporedivom s milion godina. Ova okolnost oštro ograničava vreme potrebno za pripravljanje materije od koje će nastati planete. Čvrsta zrna morala su se u maglini stvoriti pre nego što je Sunce ušlo u razdoblje zvezda T-Tauri, a gasovite atmosfere divovskih planeta morale su se akumulirati u vremenu kraćem od izgona magline, jer posle gasa više nije bilo. Zagrevavanje materije u maglini i izgon gasovitog sadržaja bili su ograničeni na vreme od nekoliko stotina hiljada godina do milion godina.