सौर प्रणाली ने अपने गठन के तुरंत बाद अपने वर्तमान विन्यास का अधिग्रहण किया

नमस्कार पाठक जी! मेरा नाम इरीना है, मैं खगोल भौतिकी और क्वांटम यांत्रिकी "क्वांट" के बारे में टेलीग्राम चैनल का संचालन कर रहा हूं । इस बार मैंने आपके लिए सौर प्रणाली को उस राज्य में कॉन्फ़िगर करने की प्रक्रिया पर एक लेख का अनुवाद तैयार किया जिसे हम अभी देख रहे हैं (और सबसे महत्वपूर्ण बात, जब यह हुआ!)
पढ़ने का आनंद लें।



ब्राजील के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक मॉडल एक अराजक चरण दिखाता है जो वस्तुओं को वर्तमान कक्षाओं में रखता है।

गैस और धूल के विशाल बादल से उत्पन्न होने वाली परिकल्पना को पहली बार जर्मन दार्शनिक इमैनुएल कांट द्वारा 18 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में आगे रखा गया और फ्रांसीसी गणितज्ञ पियरे-साइमन लैप्लस द्वारा विकसित किया गया। वर्तमान में, खगोलविद इस मामले में एकमत नहीं हैं।

लेकिन यह बिना विवाद के नहीं था। कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि सौर प्रणाली ने अशांति की अवधि के परिणामस्वरूप अपनी वर्तमान सुविधाओं का अधिग्रहण किया था जो कि इसके गठन के लगभग 700 मिलियन वर्ष बाद हुई थी। हालांकि, कुछ नवीनतम अध्ययनों से पता चलता है कि यह पहले 100 मिलियन वर्षों के दौरान किसी भी स्तर पर अधिक सुदूर अतीत में बना था।

ब्राजील के तीन शोधकर्ताओं द्वारा किया गया एक अध्ययन इस पहले की संरचना के लिए मजबूत सबूत प्रदान करता है। इकारस पत्रिका में प्रकाशित एक लेख के अनुसार, अध्ययन को साओ पाउलो रिसर्च फाउंडेशन - FAPESP द्वारा समर्थित किया गया था। सभी लेखक Guaratingueta (ब्राज़ील) में साओ पाउलो स्टेट यूनिवर्सिटी पॉलिटेक्निक स्कूल से संबद्ध हैं।

प्रमुख लेखक राफेल रिबेरो डी सूजा हैं। अन्य दो लेखक आंद्रे इसिडोरो फरेरा दा कोस्टा और अर्नेस्टो विएरा नेटो हैं, जो इस अध्ययन के प्रमुख शोधकर्ता हैं।

रिबेरो ने कहा, "सौर प्रणाली के विस्तृत अवलोकन के परिणामस्वरूप प्राप्त आंकड़ों की एक बड़ी मात्रा हमें कई निकायों के प्रक्षेपवक्र को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देती है," रिबेरो ने कहा। - यह कक्षीय संरचना हमें सौर मंडल के गठन का इतिहास लिखने की अनुमति देती है। लगभग 4.6 बिलियन साल पहले सूर्य से घिरे गैस-धूल के बादल से बाहर आते हुए, विशाल ग्रह एक-दूसरे के करीब स्थित कक्षाओं में बने, साथ ही साथ सूर्य के करीब भी। परिक्रमाएँ अब भी अधिक कॉपलनार और अधिक गोलाकार थीं, और गुंजयमान गतिशील प्रणालियों में अधिक परस्पर जुड़ी हुई थीं। "ये स्थिर प्रणालियां गैसीय प्रोटोप्लानेटरी डिस्क से ग्रहों के गठन के गुरुत्वाकर्षण गतिशीलता का सबसे अधिक संभावित परिणाम हैं।"

"चार विशाल ग्रह - बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून - अधिक कॉम्पैक्ट कक्षाओं में गैस-धूल के बादल से उभरे," इसिडोरो जारी है। "उनके आंदोलनों को गुंजयमान सर्किट के कारण बहुत सिंक्रनाइज़ किया गया था, जिसमें बृहस्पति सूर्य के चारों ओर तीन परिक्रमा कर रहे थे, और शनि दो। सभी ग्रह इस समकालिकता में शामिल थे, जो प्राथमिक गैस डिस्क की गतिशीलता और ग्रहों की गुरुत्वाकर्षण गतिशीलता द्वारा उत्पन्न हुआ था। "

हालांकि, पूरे सौर क्षेत्र के गठन के पूरे क्षेत्र में, यूरेनस और नेप्च्यून की वर्तमान कक्षाओं के बाहर स्थित क्षेत्र सहित, सौर प्रणाली में बड़ी संख्या में ग्रह थे, पत्थर और बर्फ के छोटे निकायों को ग्रहों और क्षुद्रग्रहों, धूमकेतु और उपग्रहों के अग्रदूत माना जाता था।

बाहरी ग्रहों की डिस्क ने सिस्टम के गुरुत्वाकर्षण संतुलन को परेशान करना शुरू कर दिया। गैस चरण के बाद प्रतिध्वनियां टूट गईं, और प्रणाली अराजकता की अवधि में प्रवेश कर गई जिसमें विशाल ग्रहों ने हिंसक रूप से बातचीत की और अंतरिक्ष में पदार्थ फेंक दिया।

रिबेरो ने कहा, "प्लूटो और उसके बर्फीले पड़ोसियों को क्विपर बेल्ट में धकेल दिया गया, जहां वे अब हैं, और ग्रहों का पूरा समूह सूर्य से दूर परिक्रमा करता है।"

कुइपर बेल्ट, जिसका अस्तित्व 1951 में डच खगोल विज्ञानी जेरार्ड कुइपर द्वारा प्रस्तावित किया गया था और बाद में खगोलीय टिप्पणियों द्वारा इसकी पुष्टि की गई, एक टॉरॉयडल संरचना है जिसमें हजारों छोटे-छोटे पिंड होते हैं जो सूर्य की परिक्रमा करते हैं।

उनकी कक्षाओं की विविधता सौर प्रणाली के किसी अन्य भाग में नहीं देखी गई है। कुइपर बेल्ट का आंतरिक किनारा नेपच्यून की कक्षा में सूर्य से लगभग 30 खगोलीय इकाइयों में शुरू होता है। बाहरी छोर सूर्य से लगभग 50 खगोलीय इकाइयाँ हैं। एक ए.ई. पृथ्वी से सूर्य के बीच की दूरी के बराबर।

सिंक्रनाइज़ेशन के उल्लंघन और अराजक चरण की शुरुआत पर लौटते हुए, सवाल उठता है कि यह कब हुआ - सौर प्रणाली के जीवन में बहुत जल्दी, जब यह 100 मिलियन वर्ष या उससे कम था, या बहुत बाद में, ग्रहों के गठन के बाद शायद लगभग 700 मिलियन था?

रिबेरो ने कहा, "हाल तक, देर से अस्थिरता की परिकल्पना प्रबल हुई।" —- अपोलो अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा लाए गए चांद के पत्थरों के डेटिंग से पता चलता है कि वे क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं द्वारा बनाए गए थे जो एक ही समय में चंद्र की सतह पर दुर्घटनाग्रस्त हो गए थे। इस प्रलय को चंद्रमा के "देर से भारी बमबारी" के रूप में जाना जाता है। यदि यह चंद्रमा पर हुआ, तो यह संभवतः पृथ्वी और सौर मंडल के अन्य ग्रहों पर भी हुआ। चूंकि क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं के रूप में एक बड़ी मात्रा में ग्रहों की अस्थिरता की अवधि के दौरान सौर प्रणाली में सभी दिशाओं में अनुमान लगाया गया था, यह चंद्र चट्टानों से यह अनुमान लगाया गया था कि यह अराजक अवधि देर से थी, लेकिन हाल के वर्षों में चंद्रमा के "देर से बमबारी" के विचार फैशन से बाहर हो गए हैं।

रिबेरो के अनुसार, यदि एक देर से अराजक तबाही हुई, तो यह पृथ्वी और अन्य निकट-पृथ्वी ग्रहों को नष्ट कर देगा, या कम से कम गड़बड़ी पैदा करेगा जो उन्हें अब हम देख रहे हैं की तुलना में पूरी तरह से अलग कक्षाओं में जगह देंगे।

इसके अलावा, यह पता चला कि अपोलो अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा लाए गए चाँद के पत्थरों को एक झटके में निकाल दिया गया था। यदि वे विशाल ग्रहों की अस्थिरता के अंत में पैदा होते हैं, तो कई ग्रहों के टकराव के सबूत होंगे, जो कि विशाल ग्रहों द्वारा ग्रहों के बिखरने को देखते हुए।

“हमारे अध्ययन के लिए शुरुआती बिंदु यह विचार था कि अस्थिरता को गतिशील रूप से दिनांकित किया जाना चाहिए। अस्थिरता बाद में हो सकती है जब गैस के समाप्त होने पर ग्रैनेटिमल्स डिस्क के आंतरिक किनारे और नेप्च्यून की कक्षा के बीच अपेक्षाकृत बड़ी दूरी थी। रिबेरो ने कहा, यह अपेक्षाकृत बड़ी दूरी हमारे सिमुलेशन में अस्वीकार्य थी।

यह तर्क एक सरल धारणा पर आधारित है: नेप्च्यून और ग्रैनीज़ल डिस्क के बीच की दूरी जितनी कम होगी, गुरुत्वाकर्षण प्रभाव उतना ही मजबूत होगा, और इसलिए, पहले अस्थिरता की अवधि। इसके विपरीत, बाद में अस्थिरता को अधिक दूरी की आवश्यकता होती है।

“हमने सबसे पहले प्राथमिक ग्रैनीज़ल डिस्क का एक मॉडल बनाया। ऐसा करने के लिए, हमें बर्फ के दिग्गजों यूरेनस और नेपच्यून के गठन पर लौटना पड़ा। 2015 में प्रोफेसर इसिडोरो [फरेरा डा कोस्टा] द्वारा निर्मित एक मॉडल पर आधारित कंप्यूटर सिमुलेशन ने दिखाया कि यूरेनस और नेपच्यून का गठन पृथ्वी के कई द्रव्यमान वाले ग्रहों के नाभिकों में हुआ हो सकता है। इन सुपरएर्थ के विशाल टकराव बताते हैं, उदाहरण के लिए, यूरेनस अपनी तरफ क्यों घूमता है, "रिबेरो ने कहा, यूरेनस के" झुकाव "का उल्लेख करते हुए, पक्षों पर स्थित उत्तर और दक्षिण ध्रुवों के साथ, और ऊपर और नीचे नहीं।

पिछले अध्ययनों ने नेप्च्यून की कक्षा और ग्रहों की डिस्क की आंतरिक सीमा के बीच की दूरी के महत्व को इंगित किया था, लेकिन उन्होंने एक मॉडल का उपयोग किया जिसमें चार विशाल ग्रह पहले से ही बने हुए थे।

“इस नवीनतम अध्ययन की नवीनता यह है कि मॉडल पूरी तरह से गठित ग्रहों के साथ शुरू नहीं होता है। इसके बजाय, यूरेनस और नेपच्यून अभी भी एक विकास चरण में हैं, और पांच पृथ्वी द्रव्यमान तक वजन वाली वस्तुओं के साथ दो या तीन टकराव विकास के पीछे की प्रेरणा शक्ति हैं, ”इसिडोरो ने कहा।

“एक ऐसी स्थिति की कल्पना करें जिसमें बृहस्पति और शनि बनते हैं, लेकिन यूरेनस और नेपच्यून के बजाय, हमारे पास पांच से दस सुपरएर्थ हैं। सुपर-पृथ्वी को बृहस्पति और शनि के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए गैस द्वारा मजबूर किया जाता है, लेकिन चूंकि उनमें से कई हैं, इसलिए उनका समकालिकता में उतार-चढ़ाव होता है, और वे अंततः टकराते हैं। टकराव उनकी संख्या को कम करते हैं, जिससे सिंक्रनाइज़ेशन संभव हो जाता है। अंत में, यूरेनस और नेपच्यून बने रहे। जबकि गैस में दो बर्फ के दिग्गजों का गठन किया गया था, जो ग्रह के डिस्क को अवशोषित कर रहा था। इस मामले का एक हिस्सा यूरेनस और नेपच्यून के लिए उपार्जित किया गया था, और भाग को सौर मंडल के बाहरी इलाके में स्थानांतरित कर दिया गया था। इस प्रकार, यूरेनस और नेप्च्यून की वृद्धि ने ग्रहों के डिस्क की आंतरिक सीमा की स्थिति निर्धारित की। डिस्क से जो बचा है उसे अब कूपर बेल्ट कहा जाता है। क्विपर बेल्ट मूल रूप से मूल ग्रह डिस्क का अवशेष है,जो कभी बहुत अधिक विशाल था। ”

प्रस्तावित मॉडल विशालकाय ग्रहों की वर्तमान कक्षाओं और कूपर बेल्ट में देखी गई संरचना के अनुरूप है। यह ट्रोजन के आंदोलन के अनुरूप भी है, क्षुद्रग्रहों का एक बड़ा समूह जो बृहस्पति की कक्षा को साझा करता है और, जाहिर है, सिंक्रनाइज़ेशन उल्लंघन के दौरान कब्जा कर लिया गया था।

2017 में इसिडोरो द्वारा प्रकाशित एक लेख के अनुसार, बृहस्पति और शनि अभी भी प्रारंभिक चरण में थे, और उनकी वृद्धि ने क्षुद्रग्रह बेल्ट के विस्थापन में योगदान दिया। अंतिम लेख एक तरह की निरंतरता है, जिस चरण में बृहस्पति और शनि पूरी तरह से बनते हैं, लेकिन उस समय से यह सौर प्रणाली के विकास का वर्णन करता है।

“विशाल ग्रहों और ग्रहों की डिस्क के बीच गुरुत्वाकर्षण बातचीत ने गैस डिस्क में गड़बड़ी पैदा कर दी, जो लहरों के रूप में फैल गई। लहरों ने कॉम्पैक्ट और सिंक्रोनस प्लैनेटरी सिस्टम बनाए। जब गैस समाप्त हो गई, तो ग्रहों और ग्रहों की डिस्क के बीच की बातचीत ने सिंक्रोनिज्म को बाधित किया और एक अराजक चरण उत्पन्न किया। इस सब को ध्यान में रखते हुए, हमने पाया कि नेप्च्यून की कक्षा के बीच की दूरी के लिए कोई स्थितियां नहीं हैं और ग्रहस्थ डिस्क की आंतरिक सीमा देर से अस्थिरता की परिकल्पना का समर्थन करने के लिए पर्याप्त बड़ी हो जाती है। रिबेरो ने कहा, यह हमारे अध्ययन का मुख्य योगदान है, जो दर्शाता है कि पहले 100 मिलियन वर्षों में अस्थिरता उत्पन्न हुई और हो सकता है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी और चंद्रमा के निर्माण से पहले।