Não tenho certeza se este post deve estar no fórum de assuntos de física, mas isso parece se encaixar aqui também. Eu tenho lido um livro sobre química e como o universo surgiu com a teoria das estrelas, criando a maioria dos elementos que conhecemos. Comecei a me perguntar como a Terra estava em órbita ao redor do Sol. Entendo que estamos em constante queda livre em direção ao Sol, mas nosso movimento nos faz "sentir falta" do Sol, impedindo-nos de queimar. No entanto, estou confuso sobre como fomos movidos em primeiro lugar. Meu melhor palpite é que fomos capturados pela gravidade do Sol e colocados em órbita, o que significaria que a Terra já foi um meteoro, certo? Se alguém pudesse explicar isso, seria muito útil, porque não consigo encontrar a resposta em lugar algum.
Obrigado
PS: Eu sou apenas um aluno da 9ª série, então não tenho muito conhecimento em astrofísica.
Respostas:
A imagem era muito mais limpa de 20 a 25 anos atrás. Vou apresentar essa bela imagem limpa primeiro. Estrelas se formam a partir do colapso gravitacional de enormes nuvens de gás interestelar. Essas nuvens de gás inevitáveis têm algum momento angular líquido diferente de zero. Isso força a nuvem de gás a mudar de forma, de ser mais ou menos esférica para a forma de disco. (Por quê? Essa é uma pergunta diferente. Faça-a.)
Enquanto esse disco protoplanetário continuava alimentando massa com a protoestrela em crescimento, também preparava o terreno para a formação de planetas. A nuvem de gás era principalmente hidrogênio e hélio primordial, mas também continha elementos mais pesados graças à fusão estelar e supernovas nos bilhões de anos que precederam a formação do nosso sistema solar.
Esses elementos mais pesados se comportam de maneira bem diferente do que o hidrogênio e o hélio. Eles têm química. Os planetas começaram como aglomerados microscópicos de massa desses elementos mais pesados, unidos quimicamente. Esses aglomerados microscópicos ocasionalmente colidiam, eventualmente formando aglomerados maiores de massa. Esses aglomerados maiores, por sua vez, colidiram, formando aglomerados de massa ainda maiores. Eventualmente, os aglomerados se tornaram grandes o suficiente para interagirem gravitacionalmente, tornando-os ainda maiores. Esse processo continuou, formando protoplanetas e, depois, embriões planetários e, finalmente, planetas.
A temperatura no disco protoplanetário era alta perto da protoestrela em formação, mas caía precipitadamente com o aumento da distância da protoestrela. Em algum momento, voláteis, como água, amônia, metano e dióxido de carbono, tornam-se tão sólidos quanto as rochas. Esta é a linha de gelo, também conhecida como linha de neve ou linha de geada. Asteróides dentro da órbita de Ceres tendem a ser rochosos. Asteróides fora da órbita de Ceres tendem a ser gelados.
Os planetas que se formam fora da linha de gelo podem crescer muito rapidamente e então podem crescer muito, muito grandes. O material que compreende o disco protoplanetário orbita o crescente protostar em algo diferente da taxa sugerida pelas leis de Kepler, graças à pressão de todo esse material no disco. Graças à lei do cubo quadrado, objetos maiores não estão tão sujeitos a essa pressão. Esses objetos maiores orbitam a uma taxa kepleriana. Os planetas que se formam do lado de fora da linha de gelo crescem muito rapidamente e depois varrem gás e gelo porque estão orbitando a uma velocidade diferente da das imediações. O resultado são gigantes de gás como Júpiter e Saturno e mais adiante, gigantes de gelo como Urano e Netuno. O crescimento planetário é um processo muito mais difícil e muito mais lento dentro da linha de gelo. É por isso que Mercúrio, Vênus, a Terra,
Essa é a imagem bonita. A imagem não é tão bonita:
Por que Mercúrio e Marte são muito menores que Vênus e a Terra?
Simulações sugerem que os planetas rochosos devem ter mais ou menos o mesmo tamanho. Esse não é o caso em nosso próprio sistema solar, muito menos em outro lugar.
Como Urano e Netuno se formaram?
As simulações não podem recriar Urano e Netuno nas distâncias atuais do Sol. O material no disco protoplanetário deveria ter sido muito escasso nessas distâncias para formar planetas grandes.
Muito, muito pior, qual é o problema com todos os exoplanetas estranhos que os cientistas descobriram?
Os cientistas descobriram objetos do tamanho de Júpiter orbitando muito perto do sol, objetos do tamanho de Netuno orbitando onde o modelo simples teria apenas planetas rochosos se formando e planetas em órbitas altamente inclinadas (e às vezes retrógradas) que não fazem sentido.
Essas simulações (que se tornaram muito boas) e a infinidade de exoplanetas empurraram a teoria de como os planetas se formam de volta ao estágio "engraçado". ("A frase mais emocionante de se ouvir na ciência, a que anuncia novas descobertas, não é" Eureka! ", Mas" Isso é engraçado ... "", citação amplamente atribuída a Isaac Asimov.)
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A Terra costumava ser muitos, muitos asteróides e meteoritos. Os asteróides maiores puxariam meteoritos e asteróides menores, colidiriam com eles e formariam um aglomerado cada vez maior, que se tornou tão pesado que a rocha começou a se comportar como líquido sob as pressões, formando a esfera pura da Terra.
Que todos os escombros já estavam orbitando o Sol quando isso aconteceu; algumas delas chegaram de fora do Sistema Solar, mas a maioria era apenas uma nebulosa de gases e outras matérias que se fundiram no atual sistema solar.
Quanto a "cair e desaparecer" ... é uma descrição semi-precisa da mecânica orbital. Levando em consideração as distâncias, "sentir falta" do corpo central é realmente bastante fácil; olhe para o céu à noite - algumas das estrelas mais brilhantes são na verdade outros planetas em nosso sistema. É isso aí - esses pequenos pontos. O sol é brilhante, mas também é minúsculo no céu. Há muito espaço para "errar" e, em vez de bater, para voar em uma trajetória elíptica ao redor do corpo central - passando mais rápido quando você está perto e sendo ejetado "do outro lado" para diminuir a velocidade, e voe para longe, apenas para retornar pelo mesmo caminho (ausente).
Agora ... como é que as órbitas da Terra e da maioria dos planetas não são elipses alongadas, como é mais comum na maioria dos objetos que se movem aleatoriamente no campo gravitacional - mas em círculos bem próximos - isso é assunto para uma pergunta diferente e um debate mais longo.
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Os sistemas planetários são formados a partir de nuvens de gás e poeira .
A gravidade da massa da nuvem a mantém unida; a parte mais densa no centro da nuvem entra em colapso até ficar densa o suficiente para iniciar a fusão nuclear, transformando-se em estrela.
As coisas mais adiante colidem aleatoriamente e permanecem até que algumas delas se tornem grandes o suficiente para ter uma gravidade significativa própria. Quando esses "planetesimais" colidem uns com os outros, em média, suas órbitas se tornam mais circulares. Após bilhões de anos disso, você acaba com relativamente poucos corpos em órbitas quase circulares: os planetas de um sistema solar.
A captura de corpos que chegam de fora do sistema solar acontece, mas a formação de uma nuvem de gás protelarelar é a maneira mais comum de formar planetas.
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A teoria de Nice da formação planetária:
Criado em Nice, França
Também responde a imagem não tão bonita (exceto o Planeta 9). No começo, o Sol, como protoestrela, sugava massa de uma nebulosa e se tornava uma estrela que girava rapidamente. A matéria achatada em um disco (Por quê? Veja Por que algumas galáxias estão achatadas .) A teoria de Nice explica o bombardeio pesado tardio, depois que a maioria das matérias já havia se unido.
The Grand Tack
Cerca de 5 bilhões de anos atrás, o bombardeio pesado tardio aconteceu quando Júpiter e Saturno travaram uma forte ressonância, que os aproximou do Sol. Quando isso aconteceu, os detritos gelados que ainda estavam presentes no sistema solar externo foram arrastados para dentro do sistema solar interno. Isso levou a um "Grand Attack" genuíno no sistema solar interno.
O Grande Ataque
O Grande Ataque aconteceu depois que Júpiter saiu da ressonância, lançando-a (e Saturno) de volta ao sistema solar externo. Os detritos que ele arrastou para o sistema solar trancaram em enxames de detritos que teriam sugado energia suficiente de qualquer super-Terra para arrastá-los para o sol. Os detritos restantes se uniram nos quatro planetas do sistema solar interno.
O restante da teoria é consistente com o que todo mundo já declara
Qual é o problema com todos os exoplanetas estranhos que os cientistas descobriram?
Se eu cometi algum erro nas convenções, por favor me diga. Nós da sexta série somos muito inexperientes no StackExchange.
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