KOSMOLOGIJA

Pripremio: I. Jakšić

Formiranje zemlje

Suva zbog mesta nastanka

Slika dva razlicita modela diska pokazuje strukturu protoplanetarnog diska koji je okruzio novorodeno Sunce pre 4,6 milijarde godina. Sunceva porodica planeta nastala je od sakupljene prasine i leda unutar diska. Glavna razlika izmedu dva modela je lokacija takozvane snezne linije koja deli toplo, suvo podrucje, od ledenog turbulentnog regiona.

Ustandardnom modelu diska, koji je prikazan s leve strane, planeta Zemlja se formirala iznad snezne linije, dakle u ledenom regionu. Stoga bi nasa planeta trebalo da sadrzi velike kolicine vode. Medutim, procenjuje se da manje od jednog procenta Zemljine mase otpada na vodu, sto je zbunilo naucnike. U novom modelu, prikazanom na desnoj strani, Zemlja je nastala u toplijem, suvljem regionu, na mnogo vecoj udaljenosti od Sunca. Drugi model objasnjava zasto je Zemlja suva. To pruza i sasvim novi uvid u mogucnost postojanja planeta slicnih Zemlji u galaksiji.

Zona utikac

Uz mnostvo okeana, reka koje vijugaju po nekoliko stotina kilometara, dzinovskih glecera u blizini juznog i severnog pola, Zemlja nema problema s vodom. Ipak, na vodu otpada samo mali procenat njene mase, a za taj procenat su zasluzne komete i asteroidi iz vremena kada se Zemlja prvi put oblikovala.

Astronome vec dugo zbunjuje nedostatak vode na pocetku formiranja planete. Standardni model po kome je solarni sistem nastao od protoplanetarnog diska, vrtloznog gasovitog diska i prasine u okolini Sunca, pre mnogo milijardi godina, nagovestava da bi nasa planeta trebalo da bude vodeni svet. Zemlja je trebalo da se formira od ledenog materijala u oblasti oko Sunca gde su temperature dovoljno niske da se led kondenzuje iz diska. Stoga je materijal iz koga je nastala nasa Zemlja bogat vodom. Zasto je onda Zemlja suva?

Za razliku od standardnog modela, kod novog snezna linija nikad nije u Zemljinoj orbiti. Umesto toga, ona ostaje dalje od Sunca nego Zemljina orbita, sto objasnjava cinjenicu da je nasa planeta suva. U stvari, nas model predvida da su Merkur, Venera i Mars takode relativno suve planete. Kod tradicionalnog modela, protoplanetarni disk oko Sunca je u potpunosti jonizovan (proces razdvajanja elektona i atoma). Snezna linija je u pocetku daleko od zvezde, najmanje milijardu i po kilometara. Vremenom, disk se hladi i „vuce" liniju pored Zemljine orbite, pre nego sto se Zemlja oblikuje. Da je snezna linija bila u Zemljinoj orbiti kada je nasa planeta nastajala, ona bi bila ledeno nebesko telo.

Uran i Neptun, stvoreni iznad snezne linije, sastoje se od desetina procenata vode. Na Zemlji nema toliko vode i to zbunjuje naucnike. Diskovi oko mladih zvezda nisu u potpunosti jonizovani. Nema dovoljno toplote niti radijacije za tako nesto. Veoma topli objekti oslobadaju dovoljno energije za jonizaciju diskova. Medutim, mlade zvezde ne poseduju dovoljno radijacije za takav poduhvat. Ako diskovi nisu jonizovani, nema ni mehanizama koji materijalu omogucavaju kretanje po svemiru i padanje na zvezde. Umesto toga, gasovi i prasina koji se nalaze oko zvezde stvaraju „mrtvu zonu" u disku, koja se prostire od 0,1 do nekoliko astronomskih jedinica od zvezde (astronomska jedinica predstavlja udaljenost izmedu Zemlje i Sunca, priblizno 150 miliona km). Ta zona se ponasa kao utikac, sprecavajuci materiju da se priblizi zvezdi.

Ne kao lokva vode

Materijal koji se skuplja u „mrtvoj zoni" povecava njenu gustinu. Gusta materija se zagreva zbog gravitacione kompresije. Taj proces dalje zagreva podrucje oko „utikaca", ledeni materijal isparava i pretvara se u suvu materiju.

Zemlja se formirala u ovom, toplijem regionu od suvog materijala. Tako je promenjen standardni model i razjasnjeno zasto Zemlja nije zavrsila kao lokva vode.

Naucnici upozoravaju da revizija modela nije sematski plan ponasanja svih diskova oko mladih zvezda. Uslovi unutar diska variraju u zavisnosti od zvezde.

I. Jaksic