Nieuporządkowane życie planet. Paul Murdin

Чтение книги онлайн.

Читать онлайн книгу Nieuporządkowane życie planet - Paul Murdin страница 8

Nieuporządkowane życie planet - Paul Murdin

Скачать книгу

że Układ Słoneczny narodził się, kiedy stwardniały skały. Biorąc pod uwagę, jak dawno się to wydarzyło, precyzyjność tej daty jest zadziwiająca.

      W czasie pierwszego okresu tworzenia się kraterów na Merkurym uderzenia brył skalnych i asteroid uformowały kratery wszelkich rozmiarów, od najmniejszych do największych. Natomiast w drugim okresie kraterotwórczym niewspółmiernie duża była liczba atakujących wielkich asteroid, jako że mniejsze zostały już wyeksploatowane lub połączyły się z większymi, i w rezultacie powstające wówczas kratery były na ogół większe. Ten okres jest znany jako Wielkie Bombardowanie.

      Wielkie Bombardowanie miało miejsce około 3,9 miliarda lat temu i około 600 milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego. Wnioski na temat tego, kiedy doszło do bombardowania, wyciągnięto na podstawie próbek nie z Merkurego, lecz z Księżyca. Ustalono to, odczytując wiek skał zebranych na Księżycu. Skały pochodzą z trzech źródeł.

      W latach siedemdziesiątych dwudziestego wieku około 300 gramów gruntu księżycowego pobrały i odesłały na Ziemię trzy automatyczne sondy działające w ramach radzieckiego programu Łuna. Małe sondy wysłane wówczas na Księżyc wykonały miękkie lądowanie na jego powierzchni. Każda z nich wysunęła robotyczne ramię, pobrała próbkę gruntu i umieściła ją w kapsule powrotnej, którą następnie wystrzeliła w kierunku Ziemi. Misja kończyła się lądowaniem wyposażonej w spadochron kapsuły na rosyjskich stepach.

      Mniej więcej w tym samym czasie astronauci uczestniczący w programie Apollo pobrali za pomocą szczypiec i łopatek około pół tony skał księżycowych, umieścili je w ponumerowanych torbach i zapakowali do aluminiowych pojemników podobnych do walizek, które osobiście przetransportowali do USA.

      Na kolejne skały księżycowe natrafiono wśród meteorytów. Znaleziono trzysta fragmentów Księżyca, które spadły na Ziemię, a odłupały się od jego powierzchni w wyniku zderzeń Księżyca z asteroidami.

      Najstarsze skały księżycowe wywodzą się z górskich, jaśniejszych regionów Księżyca. Pojedyncze skały z nizin, z ciemnych maria, pochodzą ze stosunkowo wąskiego przedziału czasowego, mają między 4 a 3,85 miliarda lat. To wtedy skały ostatecznie się skrystalizowały. Wszystko wskazuje na to, że 3,9 miliarda lat temu skorupa Księżyca był mocno nagrzana. Zostało to odkryte w latach 1974–1976 przez grupę astronomów z uniwersytetu w Sheffield pod kierownictwem Grenville’a Turnera. Zasugerowali oni, że Księżyc najpierw zestalił się około 4,5 miliarda lat temu, a potem, 4 miliardy lat temu, jego powierzchnia zaczęła być potężnie bombardowana przez asteroidy, co trwało przez 200 milionów lat i doprowadziło do ponownego stopienia się Księżyca. Naukowcy z Sheffield nazwali to wydarzenie Kataklizmem Księżycowym – nazwa została później zmieniona na Wielkie Bombardowanie.

      Przyczyna bombardowania nie jest znana. Być może doszło do potężnej kolizji między dwiema wielkimi asteroidami lub planetami, w rezultacie której mnóstwo fragmentów skalnych, w tym również bardzo wielkich, rozprysło się po Układzie Słonecznym, uderzając we wszystko, co napotykały. Istnieje też możliwość, że asteroidy, które wcześniej na ogół poruszały się spokojnie po swoich orbitach, rozpierzchły się na wszystkie strony, kiedy ich spokój zaburzyły ruchy planet-olbrzymów, Jowisza i Saturna. Zgodnie z teorią o nazwie Grand Tack (Wielkie Halsowanie), kiedy planety-olbrzymy wciąż orbitowały w dysku protoplanetarnym wśród pyłów i gazów pozostałych z formowania się Układu Słonecznego, pod wpływem tego kosmicznego bałaganu Jowisz zbliżył się do Słońca. Gdyby nic nie zakłóciło tej migracji, Jowisz ulokowałby się na orbicie dużo bliższej Słońca i tym samym nasz Układ Słoneczny upodobniłby się do wielu ostatnio odkrytych układów planetarnych. Liczne układy egzoplanetarne mają tak zwane gorące jowisze – gazowe olbrzymy, które musiały uformować się w odległych częściach ich systemów planetarnych, ale później przemieściły się w głąb układu. Obecnie są znacznie gorętsze niż kiedyś, a ich gazowy materiał paruje i się rozprasza. Nasz Jowisz uniknął tego losu, ponieważ jakimś sposobem (patrz rozdział 9.) zmienił kurs i niczym halsująca łódź pożeglował pod prąd, wracając na swą ostateczną orbitę bardziej oddaloną od Słońca. Po drodze rozrzucał kosmiczne odpady i asteroidy, przeganiając bryły skalne w kierunku Merkurego, a także Ziemi i Księżyca.

      Trzeci, pod wieloma względami najbardziej interesujący scenariusz tłumaczący Wielkie Bombardowanie został zaproponowany w następstwie tak zwanej symulacji nicejskiej. Teoria ta zdobyła popularność wśród astronomów, ponieważ oferuje perspektywę wyjaśnienia kilku tajemnic z życia planet – jedna teoria, kilka wyjaśnień: to rewelacyjne, a jednocześnie oszczędne!

      Prace nad stworzeniem symulacji miały miejsce w 2005 roku we Francji, w Nicei. Wykonywała je międzynarodowa grupa matematyków z Obserwatorium Lazurowego Wybrzeża kierowana przez Alessandro Morbidelliego. Zgodnie z modelem nicejskim to, co działo się w ciągu pierwszego miliarda lat historii Układu Słonecznego, można by przyrównać do gigantycznej gry w międzyplanetarny bilard, której uczestnikami są nadpobudliwe dzieci szalejące przy stole bilardowym.

      Model nicejski jest jedną z wielu spekulacji na temat tego, jak mogły oddziaływać na siebie wzajemnie planety wkrótce po ich uformowaniu się w Układzie Słonecznym. Z powodu ograniczeń, jakie nakłada teoria chaosu (patrz rozdział 1.), nie można jednoznacznie stwierdzić, co wydarzyło się tak dawno temu. A zatem nie ma takiej możliwości, aby wiedzieć, gdzie dokładnie wiodły swoje życie planety w odległej przeszłości. To sekret ich młodości, który zachowają dla siebie.

      Można natomiast wykonywać symulacje; są to spekulacje oparte na dużej liczbie możliwych scenariuszy o różnym stopniu pomysłowości, do których wprowadza się modyfikacje, od drobnych zmian w szczegółach do całościowych zmian w architekturze Układu Słonecznego, takich na przykład jak zmiana liczby planet. Astronomowie mogą następnie zadecydować, która symulacja najlepiej pasuje do tego, co już wiedzą. Najbardziej przekonujące elementy symulacji to te, które powtarzają się w dużym odsetku kalkulacji. Uważa się je za bliskie temu, co rzeczywiście miało miejsce. Kwintesencją wszystkich prób odtworzenia przebiegu kosmicznych wydarzeń jest tak zwany model nicejski.

      Symulacja nicejska zaczyna się, kiedy gaz i pył z obłoku międzygwiazdowego, który uformował Słońce, zostały prawie w całości wywiane z Układu Słonecznego; przetrwały tylko fragmenty stałej materii. Bryły te krążyły wokół Słońca, podobnie jak obecnie krążą planety, komety i asteroidy, ale było ich więcej i były wszędzie. Grudy stałej materii, które łączą się, aby utworzyć planety, nazywamy planetozymalami; takich planetozymali powstało bardzo wiele. Poruszały się wśród planet. W tamtym czasie do planet należały cztery zewnętrzne olbrzymy, które znamy dzisiaj (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun), a także być może nawet więcej niż pół tuzina wewnętrznych skalistych planet typu ziemskiego. Więcej niż pół tuzina to nieco więcej niż cztery, które mamy teraz (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars). Olbrzymy krążyły blisko ich obecnych orbit; ale ich również mogło być więcej, pięć albo nawet sześć, a nie tylko cztery.

      Zgodnie z modelem nicejskim od czasu do czasu dochodziło do bliskich spotkań między planetozymalami oraz między pojedynczymi planetozymalami a większymi planetami. Część planetozymali została wyrzucona z Układu Słonecznego, może nawet ich ogromna większość – są to dzisiejsze międzygwiezdne asteroidy, małe światy poruszające się bez końca w zimnych ciemnościach, daleko od światła i ciepła Słońca, sieroty zagubione w pustce galaktyki.

      To samo mogło się wydarzyć w innych systemach planetarnych. Być może kiedyś w przyszłości

Скачать книгу