От взрыва сверхновой до ретроградной Венеры: как строилась Солнечная система⁠⁠

Откручиваем время назад на 4,6 миллиарда лет. И хотя солнечная система и сделает к сегодняшнему дню около 20 оборотов вокруг центра галактики - находиться будем примерно в том же районе рукава Ориона Млечного Пути.

Начинаем строить нашу солнечную систему. Что имеем? От прошлых взрывов сверхновых, белых карликов (из-за их взаимодействий в двойных системах) и слияний нейтронных звёзд, нам досталась обогащённая продуктами нуклеосинтеза - солнечная туманность. Это холодное (10-20К), молекулярное, газопылевое облако размером ~100-200 астрономических единиц от центра.

(1 а.е. - расстояние от Земли до Солнца, орбита Нептуна находится на 30 а.е.)

Почему молекулярное? По массе состав облака состоит примерно на 71% из молекулярного водорода (H₂), 27% гелия (He) и 2% "металлов", где последние - все элементы тяжелее гелия.

«Металлы» у астрофизиков - профессиональное обобщение- то есть элементы, которые не были созданы во время Большого взрыва, а «выплавлены» в звезде.

Термин - «металличность» подразумевает массовую долю «выплавленного» звездами «металла».

А нужно им это для определения возраста исследуемых звезд.

Считаем массовые доли: X(водорода) + Y(гелия) + Z(всего остального, т.е. "металла") = 1 (или 100%). Чем металличность больше – тем наблюдаемый объект моложе и наоборот.

В то время как практически весь (более 98-99%) водород во вселенной возник именно при большом взрыве. Остальная малая его часть хоть и синтезируется в звездах и в других астрофизических процессах, но это капля в море по сравнению с первичным запасом.

А вообще разделяют 3 поколения звезд: 1-ое почему-то – молодняк вроде нашего солнца, с "металличностью" Z ≈ 1.5-2%. Если у 2-ого еще меньше, то у 3-го его вообще нет, Z ≈ 0, в принципе, как уже и самого поколения, и вообще оно гипотетическое. Звезды третьего поколения должны были быть массивными, жить недолго и первыми начать серить "металлами".

Так чёт отвлеклись.

У нас есть 2% «металлов» ~ 60 земных масс, плавающих в гигантском облаке газа. Само по себе это облако могло бы висеть так довольно долго. Нужен был «пинок». Последние научные данные 2024-2025 годов всё убедительнее указывают на то, что триггером коллапса солнечной туманности стала ударная волна от взрыва относительно близкой сверхновой.

Анализ соотношений 26Al и Ti показывает, что взрыв произошёл на расстоянии 20-30 парсек от протосолнечного облака, примерно за 0.94 (+0.25/-0.21) миллиона лет до формирования первых твёрдых тел Солнечной системы. То есть Солнце родилось в ассоциации со звездой массой около 25 солнечных масс, которая и взорвалась.

Ударная волна сжала облако, инициировав гравитационный коллапс одновременно дристнув впрыснув в него продукты нуклеосинтеза, 60Fe c T½ ≈ 2.6 миллиона лет. Именно поэтому мы находим избыток 60Ni (продукт распада 60Fe) в древнейших метеоритах - прямое доказательство того, что наше Солнце появилось в результате взрыва близкой сверхновой.

Про то как формируются звезды, включая наше солнце читать предыдущий мой пост:
Синтез химических элементов и их изотопов в ядрах звезд

ХРОНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАНЕТ

Кто первый встает – того и тапки?

Учёные из университета Нагои и Итальянского национального института астрофизики впервые точно датировали формирование первенца - Юпитера - 1.8 млн лет. Нарастив приличную массу, ядро Юпитера начало как пылесос втягивать гигатонны водорода и гелия из диска. Этот процесс «безудержной аккреции» должен был завершиться до 3-5 миллионов лет, пока солнечный ветер молодого Солнца (T Тельца) не сдул весь газ.

Следом примерно через 3 миллиона лет после начала формирования солнечной системы - Сатурн. Уран и Нептун завершили формирование ядер примерно через 9 миллионов лет, так они были дальше, где плотность материала ниже, а орбитальные периоды дольше. То есть, когда эти двое набрали ядра и были готовы «впитывать» газ, большая его часть уже была в Юпитере с Сатурном, а оставшаяся сдута Солнцем.

Поэтому они и остались «недоразвитыми» газовыми гигантами, став ледяными гигантами (с массивными ледяными мантиями и относительно тонкими газовыми атмосферами).

Мало того, пока газ еще был, эти гопники решили мигрировать в центр (модели Grand Tack / Nice и их варианты). Юпитер поехал внутрь, примерно до орбиты Марса (1.5 а.е.) тем самым отжав часть материи у еще не сформировавшего Марса. Поэтому Марс стал всего в 10% массы Земли, а не в 50-70%, как показывают модели без миграции газовых гигантов.

Сатурн, следовавший за ним, попал с последним в резонанс, и после вместе «развернулись» и поехали наружу.

Марс начинает формироваться на своей орбите, но Юпитер добивает своим гравитационным влиянием "вычищая" (вышвыривая) материал с его орбиты, оставляя лишь ~10% от того, что должно было быть.

Сборка Каменных Планет (T = 10 – 100 млн лет)

Внутренняя система (Меркурий, Венера, Земля, Марс) собиралась медленно и после того, как газ ушел. Это был процесс столкновения и слияния десятков «зародышей» (протопланет) размером с Луну или Марс. Формирование Земли, по сути, завершилось ~50-100 миллионов лет спустя, с финальным гигантским ударом, создавшим Луну (столкновение с Тейей).

Теперь касаемо Венеры, ниже James из NASA в своем видео указал Венеру перевернутой. Это одна из версий (2020 год).

Но, согласно последним моделям/симуляциям (2025 год), Венера вероятно испытала столкновение с телом массой 0.01-0.1 земных масс, что могло замедлить период ее вращения до более 2 дней, что необходимо для последующего замедления до современных 243 дней путём приливного торможения. А дополнительные столкновения закрутили ее в обратном (ретроградном блять) направлении, то есть по часовой стрелки, относительно Земли.

Венера - единственная планета земного типа без спутника, что согласуется с тем, что любой спутник был бы разрушен в ходе таких катастрофических событий.

Уран кстати вертится на боку по тем же причинам. Все.

пысы: Я иду от частного к общему: сперва Земля, потом Солнце, наша система (этот пост), следующий - Млечный путь, вот спойлер