Lankide:Joxan Garaialde/Hipotesi nebularra

 

Hipotesi nebularra da kosmogoniaren alorrean gehien onartutako eredua Eguzki Sistemaren eraketa eta eboluzioa azaltzeko (baita beste planeta sistema batzuena ere). Eguzki Sistema Eguzkiaren inguruan dabiltzan gasez eta hautsez osatuta dagoela Iradokitzen du. Teoria, Immanuel Kantek garatu zuen, eta bere Universal Natural History and Theory of the Heavens (1755) argitaratu zuen; 1796an, Pierre Laplacek aldatu zuen. Hasiera batean, Eguzki Sistemari aplikatua, planeta sistemaren eraketa prozesua unibertso osoan martxan dagoela uste da gaur egun. Teoria nebularraren aldaera modernoa, oso onartua, eguzkiaren disko-nebular eredua (SNDM) edo eguzkiaren nebular-eredua da[1]. Eguzki Sistemaren hainbat propietateren azalpenak eskaini zituen, planeten orbita ia zirkular eta koplanarrak barne, eta haien mugimendua Eguzkiaren errotazioaren noranzko berean. Jatorrizko teoria nebularraren elementu batzuek oihartzuna dute planetaren eraketari buruzko teoria modernoetan, baina elementu gehienak ordezkatu egin dira.

Teoria nebularraren arabera, izarrak hidrogeno molekularreko hodei masibo eta trinkoetan sortzen dira, hodei molekular erraldoietan (GMC). Hodei horiek, grabitazio aldetik, ezegonkorrak dira, eta materia haien barnean batu egiten da multzo trinkoagoetan, eta, gero, biratu, kolapsatu eta izarrak sortzen dituzte. Izarren eraketa prozesu konplexua da, eta beti, izar gaztearen inguruan, gas protoplanetario-disko bat (proplyd) sortzen du. Horrek planetak sor ditzake zenbait egoeratan, oso ezagunak ez direnak. Beraz, planeta-sistemen sorrera izarren sorreraren emaitza naturala dela uste da. Eguzki antzeko izar batek, gutxi gorabehera, milioi bau urte behar ditu eratzeko, eta disko protoplanetarioa sistema planetario bilakatzen joango da hurrengoan 10-100 milioi urteetan[2].

Disko protoplanetarioa erdiko izarra elikatzen duen akrezio diskoa da[3]. Hasieran, oso beroa, gero, diskoa hoztu egiten da T Tauri izar deritzon etapan; orduan, litekeena da harriz eta izotzez egindako hauts ale txikiak sortzea. Aleak, azkenean, kilometro bateko tamainako planetesimaletan koagulatu daitezke. Diskoa nahikoa masiboa bada, kontrolik gabeko akrezioak hasten dira, eta, horren ondorioz, Ilargitik Marteraino tamainako enbrioi planetarioen eraketa azkarra —100.000 eta 300.000 urte bitartekoa— gertatzen da. Izarretik gertu, enbrioi planetarioek fusio bortitzen etapa igarotzen dute, lur-planeta batzuk sortuz. Azken etapak, gutxu gorabehera, 100 milioitik 1.000 milioi urte bitartean irauten du[4].

Planeta erraldoien eraketa prozesua korapilatsuagoa da. Izozte-lerrotik haratago gertatzen dela uste da, non enbrioi planetarioak, batez ere, izotz mota ezberdinez osatuta dauden. Ondorioz, hainbat aldiz masiboagoak dira disko protoplanetarioaren barnealdean baino. Enbrioia eratu ondoren zer gertatzen den ez dago guztiz argi. Badirudi enbrioi batzuk hazten jarraitzen dutela eta, azkenean, 5-10 lur-masetara iristen direla, diskoko hidrogeno - helio gasa gehitzen hasteko beharrezkoa den atalase-balioa[5]. Nukleoaren gas metaketa prozesua motela da hasiera batean, hainbat milioi urtez irauten duena, baina eratzen den protoplaneta 30 lur-masa ingurura (MLurra) iritsi ondoren, azeleratu egiten da, eta kontrolik gabe aurrera egiten du. Jupiter eta Saturno bezalako planetek beren masaren zatirik handiena 10.000 urtean soilik metatzen dutela uste da. Gasa agortzen denean akrezioa gelditu egiten da. Eratutako planetek distantzia luzeetan migra dezakete eratu bitartean edo ondoren. Urano eta Neptuno bezalako izotz erraldoiak huts egindako nukleoak direla uste da, diskoa ia desagertu zenean sortuak, beranduegi, alegia[4].

HistoriaAldatu

Badago ebidentziarik Emanuel Swedenborg-ek, 1734an, teoria-nebularraren lehen atalak proposatu zituela[6]. Immanuel Kantek, Swedenborg-en lana ezagutzen zuenak, gehiago garatu zuen teoria 1755ean bere Historia Natural Unibertsala eta Zeruaren Teoria argitaratuz, non gas hodeiak (nebulosak) poliki-poliki biratzen ziren, pixkanaka amildu eta, grabitatearen ondorioz, berdindu egiten ziren, azkenean izarrak eta planetak sortuz[7].

Pierre-Simon Laplacek modu independentean garatu, eta antzeko eredu bat proposatu zuen 1796an[7] Exposition du systeme du monden. Eguzkiak, jatorriz, atmosfera bero hedatua zuela aurreikusten zuen Eguzki Sistemaren bolumen osoan. Haren teoriak uzkurtu eta hoztu egiten zen hodei protosolar bat aurkezten zuen: nebulosa protosolarra. Hura hoztu eta uzkurtu ahala, berdindu eta azkarrago biratzen zuen, gasdun materialeko eraztun sorta bat botaz (edo isuriz), eta, Laplacen arabera, planetak material horretatik kondentsatu ziren. Haren eredua Kanten antzekoa zen, baina zehatzagoa eta eskala txikiagokoa[7]. XIX mendean laplaziar eredu nebularra nagusitu bazen ere, hainbat zailtasunekin topatu zen. Arazo nagusia momentu angeluarra Eguzkiaren eta planeten arteko banaketa izan zen. Planetek momentu angelurraren % 99 dute, eta gertaera hori ezin izango litzateke modelo nebularrez azaldu[7]. Ondorioz, astronomoek planetaren sorreraren teoria hori alde batera utzi zuten neurri handi batean XX. mendearen hasieran.

XIX. mendean, James Clerk Maxwell-en (1831-1879) kritika nagusi bat etorri zen: «eraztun baten barruko eta kanpoko zatien arteko errotazio desberdinak ezin zuela materialaren kondentsazioa ahalbidetu» zioena[8]. Sir David Brewster astronomoak ere Laplace baztertu zuen 1876an idatziz: «Teoria nebularrean sinesten dutenek ziurtzat jotzen dute gure Lurrak bere materia solidoa eta bere atmosfera Eguzki-atmosferatik botatako eraztun batetik atera zituela, gero lur-esfera solido batean uzkurtu zena, eta Ilargia prozesu berberak egotzi zuen bertatik», eta aditzera eman zuen ezen Ikuspegi horren arabera: «Ilargiak, nahitaez, ura eta airea Lurraren uretatik eta airetik eraman behar izan dituela eta atmosfera bat izan behar duela»[9]. Brewsterek esan zuen Sir Isaac Newton-en erlijio-sinesmenek ideia nebularrak ateismorako joeratzat hartu zituela aurretik, eta aipatu zuen esanez: «sistema berrien hazkuntza zaharretatik eratorriz, jainkozko botere baten bitartekaritzarik gabe, antza absurdoa iruditzen zitzaion»[10].

Laplaziar ereduan antzemandako gabeziek haren ordezko bat aurkitzera bultzatu zituzten zientzialariak. XX. mendean zehar, teoria askok jorratu zuten gaia, besteak beste, Thomas Chamberlin eta Forest Moultonen teoria planetesimala (1901), James Jeansen mareen eredua (1917), Otto Schmidten akrezio eredua (1944), William McCrearen protoplaneta teoria (1960) eta, azkenik, Michael Woolfsonen harrapaketa teoria[7]. 1978an, Andrew Prenticek planetaren sorrerari buruzko hasierako laplaziar ideiak berpiztu zituen, eta laplaziar teoria modernoa garatu zuen[7]. Saiakera horietako bat ere ez zen guztiz arrakastatsua izan, eta proposatutako teoria asko deskribatzaileak ziren.

Planeta-eraketaren teoria modernoaren sorrera —eguzkiaren disko nebular-eredua (SNDM)— Victor Safronov astronomo sobietarrari dagokio[11]. 1969an argitaratu zuen Evolution of the protoplanetary cloud and formation of the Earth and the planets eta 1972an ingelesera itzuli zuten liburuak, zientzialariek planeten eraketari buruz zuten pentsamenduan, eragin luzea izan zuen[12]. Liburu horretan, planetaren eraketa prozesuko ia arazo nagusi guztiak formulatu ziren, eta horietako batzuk konpondu ziren. Safronoven ideiak are gehiago garatu ziren George Wetherill-en lanetan, zeinak akrezio iheskorra aurkitu zuen[7]. Hasiera batean, Eguzki Sistemari soilik aplikatua bazen ere, SNDM unibertso osoan lanean zegoela pentsatu zuten gero teorikoek; 2022ko urriaren 1erako, astronomoek eguzkiz kanpoko 5,197 planeta aurkitu dituzte gure galaxian.

ErreferentziakAldatu

  1. Woolfson, M.M.. (1993). «Solar System – its origin and evolution» Q. J. R. Astron. Soc. 34: 1–20. Bibcode1993QJRAS..34....1W.. For details of Kant's position, see Stephen Palmquist, "Kant's Cosmogony Re-Evaluated", Studies in History and Philosophy of Science 18:3 (September 1987), pp.255–269.
  2. Montmerle, Thierry; Augereau, Jean-Charles; Chaussidon, Marc. (2006). «Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years» Earth, Moon, and Planets 98 (1–4): 39–95. doi:10.1007/s11038-006-9087-5. Bibcode2006EM&P...98...39M..
  3. Andrews, Robin George. (10 August 2022). «Astronomers May Have Found the Galaxy’s Youngest Planet - The Webb telescope soon will help measure the world, which may offer insights into how our own formed.» The New York Times.
  4. a b Montmerle, Thierry; Augereau, Jean-Charles; Chaussidon, Marc. (2006). «Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years» Earth, Moon, and Planets 98 (1–4): 39–95. doi:10.1007/s11038-006-9087-5. Bibcode2006EM&P...98...39M..Montmerle, Thierry; Augereau, Jean-Charles; Chaussidon, Marc; et al. (2006). "Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years". Earth, Moon, and Planets. 98 (1–4): 39–95. Bibcode:2006EM&P...98...39M. doi:10.1007/s11038-006-9087-5. S2CID 120504344.
  5. D'Angelo, G.; Bodenheimer, P.. (2013). «Three-Dimensional Radiation-Hydrodynamics Calculations of the Envelopes of Young Planets Embedded in Protoplanetary Disks» The Astrophysical Journal 778 (1): 77 (29 pp.). doi:10.1088/0004-637X/778/1/77. Bibcode2013ApJ...778...77D..
  6. Baker, Gregory L. "Emanuel Swenborg – an 18th century cosomologist". The Physics Teacher. October 1983, pp. 441–446.
  7. a b c d e f g Woolfson, M.M.. (1993). «Solar System – its origin and evolution» Q. J. R. Astron. Soc. 34: 1–20. Bibcode1993QJRAS..34....1W..Woolfson, M.M. (1993). "Solar System – its origin and evolution". Q. J. R. Astron. Soc. 34: 1–20. Bibcode:1993QJRAS..34....1W. For details of Kant's position, see Stephen Palmquist, "Kant's Cosmogony Re-Evaluated", Studies in History and Philosophy of Science 18:3 (September 1987), pp.255–269.
  8. George H. A. Cole (2013). Planetary Science: The Science of Planets around Stars, Second Edition, Michael M. Woolfson, p. 190
  9. Brester, David (1876), "More Worlds Than One: The Creed of the Philosopher and the Hope of the Christian", Chatto and Windus, Piccadilly, p. 153
  10. As quoted by David Brewster, "More worlds than one : the creed of the philosopher and the hope of the Christian", Fixed stars and binary systems. p. 233
  11. Henbest, Nigel. (1991). Birth of the planets: The Earth and its fellow planets may be survivors from a time when planets ricocheted around the Sun like ball bearings on a pinball table. New Scientist.
  12. Wetherill, George W.. (1989). «Leonard Medal Citation for Victor Sergeevich Safronov» Meteoritics 24 (4): 347. doi:10.1111/j.1945-5100.1989.tb00700.x. Bibcode1989Metic..24..347W..

Ikus ereAldatu

Kanpo estekakAldatu