A Naprendszer kialakulása

A ma leginkább elfogadott elmélet szerint a világegyetem anyaga a kb. 15 milliárd éve lezajlott ún. ősrobbanás során jött létre. Az óriási hidrogén- és héliumfelhőkből galaxisok, azokon belül csillagok, csillaghalmazok alakultak ki. A Naprendszer a Tejútrendszernek nevezett galaxis egyik spirálkarjában foglal helyet. A Tejútrendszer egy kb. 100 000 fényév átmérőjű, mintegy 100 milliárd csillagot magába foglaló spirálgalaxis. (1. ábra)

1. ábra. A Naprendszer helye a Tejútrendszerben (NASA/nasaimages.org alapján)

A Nap és a körülötte keringő égitestek egy porból és gázokból álló felhő összehúzódásával kezdődött. Az összehúzódást valószínűleg egy közeli csillag felrobbanása indította el. A szupernóvából származó magasabb rendszámú elemek „beszennyezték” a gázfelhőt, ennek köszönhetjük, hogy megtalálható lett a Naprendszerben pl. a testünket felépítő szén, a kőzetekben gyakori szilícium, az eszközeink anyagát adó vas, vagy az atomerőműveket fűtő urán. Ez a folyamat kb. 4,7 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Ebben a forgó, korong alakú felhőben lezajló folyamatok határozták meg a Naprendszer égitesteinek tulajdonságait, így a mozgásukat, az anyagi összetételüket és az ettől függő felszíni alakzataikat is. Az ún. Lewis-féle modell szerint a kondenzációs folyamatokat és az anyagi összetételt nagyban befolyásolta a Naptól való távolság (1. táblázat).

1.1. táblázat - 1. táblázat. Hőmérséklet, kondenzálódás és bolygókialakulás a szoláris ködben (Lewis, S. J. 1974 alapján)

Hőmérséklet (K)

Kondenzátum

Bolygótestek és becsült kialakulási hőmérsékletük (K)

1500

fémoxidok

 

1300

fémvas, nikkel

Merkúr (1400)

1200

ensztatit

 

1000

alkáliföldpátok

Vénusz (900)

680

troilit

 

550

tremolit

Föld (600)

425

szerpentin

Mars (450)

175

vízjég

Jupiter-típusú bolygók (175)

150

ammónia-vízjég

 

120

metán-vízjég

 

65

argon-neonjég

Pluto (65)


Az ősnapban meginduló magfúziós folyamat jelentősen felfűtötte a felhő központi részét. A szoláris köd belső vidékeiről a gázok, illetve a porszemcsékből felszabaduló illékony anyagok a Napból áramló részecskesugárzás, a napszél segítségével a külső területekre kerültek. A Naphoz közelebbi területek tehát illó anyagokban nagyon elszegényedtek. A belső területeken tehát a bolygókezdemények, bolygócsírák, vagy más néven planetezimálok összeállásában csak szilárd szemcsék vettek részt. Ezért állnak főképpen szilikátokból, és ezért tartalmaznak kevés illó anyagot a Föld-típusú bolygók, a Hold, valamint a kisbolygók. Abban a távolságban, ahol már elég hideg volt a víz kicsapódásához, a vízjég-szemcsék száma ugrásszerűen megnőtt. Az ennél távolabbi tartományban így már a világegyetem leggyakoribb molekulája, a H2O is részt vett a bolygókezdemények felépítésében. Ehhez a határhoz közel tudott kialakulni a legnagyobb bolygó, a Jupiter. Ettől kifelé a szemcsesűrűség és a belőlük felépülő planetezimál-méret ismét folyamatosan csökkent. (Illés E. 2003) A szoláris ködből jelentős mennyiségű gázt csak az óriásbolygók tudtak magukhoz kötni, de azok is csak az összeállás későbbi fázisában, amikor már kellően nagy méretű és gravitációjú maggal rendelkeztek. A Jupiter-típusú bolygók nagy kiterjedésű gáz légköre azért tudott megmaradni, mert a Naptól távol alacsonyabb a hőmérséklet (kisebb a gázok hőmozgása, nem szöknek el), illetve a napszél ereje is gyengébb. (Bérczi Sz. 1991, 2003)

Fontos megemlíteni, hogy a bolygócsírák további növekedésében már nem a por- és gázgyűjtés jelentette a fő szerepet, hanem az egymással való összeütközés és összeolvadás. A ma leginkább elfogadott elmélet szerint a Holdunk is egy ilyen, Mars méretű planetezimál és a Föld összeütközésekor kidobott anyagfelhőből állt össze.