Походження і розвиток сонячної системи

Астрономія

Далекосхідний державний університет

Інститут міжнародного туризму та гостинності

Факультет соціально культурний сервіс і туризм

Груша Марія Володимирівна

ТЕМА: Походження і розвиток сонячної системи

РЕФЕРАТ

Владивосток 2001

Зміст:

космогонічні ГІПОТЕЗИ ПОХОДЖЕННЯ

Сонячної СИСТЕМИ

1. Небулярние гіпотези 3 - 6

2. 2. Гіпотези захоплення 6 - 7

3. Інші гіпотези 7 - 8

Походження Сонячної СИСТЕМИ

1. Походження кілець планет-гігантів 8 - 12

2. Походження планет-гігантів 12 - 13

3. Походження Плутона та інших крижаних планет 13 - 15

4. Походження астероїдів 15 - 18

5. Походження супутників 18 - 23

6. Походження планет земної групи 23 - 31

7. Походження комет 31 - 33

8. Походження Сонця 33 - 35

9. Сучасні уявлення про будову Сонячної системи 35 - 36

за

Література:

1. Велика радянська енциклопедія. Космогонія (http://www.rubrikon.ru/)

[4]

2. Рух тіл Сонячної системи.(http://virlib.eunnet.net/paint/metod_materials/wm3/solsys.zip) [5]

4. Левін Б.С. Походження Землі і планет. М. 1964. [2]

5. Паршаков Євген Опанасович. Походження і розвиток Сонячної системи (http://parshakov.chat.ru/) [1]

6. Сучасні уявлення про будову Сонячної системи

7. (http://virlib.eunnet.net/win/metod_materials/wm3/) [3]

космогонічні ГІПОТЕЗИ

ПОХОДЖЕННЯ

Сонячної СИСТЕМИ

1. Небулярние гіпотези

Всі космогонічні гіпотези можна розділити на кілька груп:небулярние (Канта, Лапласа та інші, до них же відноситься і гіпотеза О. Ю.
Шмідта), гіпотези захоплення, викиду та ін Небулярние гіпотези, а їх більшеза все, можна, в свою чергу розділити на дві підгрупи [1]. Згідноперший з них Сонце і всі тіла Сонячної системи: планети, супутники,астероїди, комети і метеорні тіла - утворилися з єдиного газово -пилового, чи пилової хмари. Згідно з другим Сонце і його родина маютьрізне походження, так що Сонце утворилося з одного газово -пилової хмари (туманності, глобули), а інші небесні тіла Сонячноїсистеми - з іншого хмари, яке було захоплено яких-то, не зовсімзрозумілим, чином Сонцем на свою орбіту і розділилося якихось, ще більшенезрозумілим чином на безліч самих різних тіл (планет, їх супутників,астероїдів, комет і метеорних тел) мають самі різні характеристики:масу, щільність, ексцентриситет, направлення звернення по орбіті інапрям обертання навколо своєї осі, нахил орбіти до площиниекватора Сонця (або екліптики) і нахил площини екватора до площинисвоєї орбіти.

У зв'язку з тим, що наш читач найбільше знайомий з гіпотезою О. Ю.
Шмідта, ми докладніше зупинимося на ній. Як стверджують небеснімеханіки, небулярние гіпотези Канта, Лапласа та ін серед інших маютьНаступне істотний недолік: вони не пояснюють, чому Сонце іпланети так нерівномірно розподілили між собою кількість руху
(момент кількості руху): на частку Сонця припадає близько 2% моментукількості руху, а на долю планет - близько 98%, хоча сукупна масавсіх планет в 750 разів менше маси Сонця.

Мабуть, бажаючи уникнути цієї суперечності, Шмідт виходить у своїйгіпотези з різного походження Сонця і планет. Але якщо бутипослідовним до кінця, то слід було б припустити, що роздільновиникло не тільки Сонце від планет, але мають роздільне походження іусі планети, оскільки вони також мають різний питома момент кількостіруху, тобто кількість руху на одиницю маси. Якщо питома моменткількості руху Землі прийняти за 1, то планети Сонячної системи будутьмати такі питомі моменти кількості руху [2]:

| 0,851964, стор 14).

Ті частини протопланетної газово-пилової хмари, що колись нібитозустрілося з Сонцем, було їм захоплене на свою орбіту, ці частини хмари,якщо тільки останнє не оберталося (якщо хмара оберталося, воно, по -Мабуть, мало ще до зустрічі з Сонцем розсіятися під впливомвідцентрової сили в міжзоряному просторі), повинні були мати абсолютнооднаковий питома момент кількості руху, оскільки вони до захопленнярухалися в одному напрямку і мали однакову швидкість. І планети тежповинні були б мати однаковий питома момент кількості руху, якщоб вони відбулися згідно з гіпотезою Шмідта. А вони мають його вельми і вельмирізним. Чому? Яким чином Меркурій передав свій надлишок кількостіруху Плутона, а Венера, Земля і Марс - Нептуна або Урану і т. д.?
Гіпотеза Шмідта на це питання відповіді не дає.

непереконливо пояснюється в гіпотезою Шмідта і питання про закономірності вміжпланетних відстанях. За Шмідту, ці відстані зростають у арифметичнійпрогресії (чому?), але чомусь планети земної групи мають однурізниця - 0,20, а дальні планети - іншу - 1,00. Гіпотеза не пояснює,чому між Марсом і Юпітером утворилася дірка, в якій замістьгорезвісної планети Фаетон обертається навколо Сонця велика кількістьастероїдів. Гіпотеза не пояснює, чому Плутон так «близько» знаходитьсяблизько Нептуна, що час від часу перетинає його орбіту.

Шмідт намагається пояснити міжпланетні відстані за допомогою питомоїмоменту кількості руху планет, але ж останній сам вимагає свогопояснення.

Слабким місцем гіпотези Шмідта є пояснення розподілу масиречовини протопланетної хмари між планетами. Справді, найбільшамаса хмари, що обертається навколо Сонця в формі диска (бублики), повиннаперебувати в центрі його перетину. Здавалося б, і найбільш масивна планетамала утворитися саме в середині ряду планет, по обидві сторони віднеї повинні утворитися менш масивні планети.

Якщо поперек перетину газово-пилової диска Шмідта провести лінію,яка б симетрично розтинала його на дві рівні за довжиною частини (рис.1а),то половина планет з половинною сумарною масою речовини мала бзнаходитися по одну сторону від симетричної лінії, а інша половина - заіншу сторону, як показано на рис.1б. Але на ріс.1в ми бачимо зовсім іншукартину. А саме так і розподілена маса речовини між планетами і їхорбітами.

Шмідт пояснює це тим, що далекі планети, очевидно, користуючись своєювіддаленістю від Сонця, розкидали речовина протоплену диска вміжпланетний простір, переважно на периферію Сонячної системи.
Якщо не вважати Урану, який виник саме в центрі перетину диска, то заодин бік центру (або симетричної лінії) диска утворилося шістьпланет із загальною масою в 415 мас Землі, а з другого боку - всьоголише дві планети з масою в 17 мас Землі. Важко погодитися з тим, що
Нептун расшвирял така величезна кількість речовини - близько 400 мас Землі.
До того ж гіпотезою Шмідта суперечить той факт, що Нептун має великумасу, ніж Уран, а Марс має меншу масу, ніж Земля і Венера. За Шмідту,має бути все навпаки.

Ні в які рамки гіпотези Шмідта не вкладається той факт, що третійчастина супутників планет Сонячної системи має зворотну по відношенню до
Сонячній системі напрямок звернення. Це одна з найбільших в Сонячнійсистемі супутник Нептуна Тритон, потім супутник Сатурна Феба, чотири зовнішніхневеликих супутники Юпітера і п'ять супутників Урану (останні по відношенню до
Урану звертаються в прямому напрямку).

Згідно з гіпотезою Шмідта, всі небесні тіла Сонячної системи, крім
Сонця, утворилися з одного хмари, що після захоплення його Сонцем, вповній відповідності з законом збереження кількості руху, зверталосянавколо нього в одному напрямі (прямому). Але тоді і всі тіла Сонячноїсистеми, що сталися з цього газово-пилової хмари, також повиннізвертатися навколо Сонця в тому ж напрямку.

Уявіть собі, що Ви пливете по річці вниз за течією. Підпливаючи додельті річки, де русло розділяється на десяток рукавів, Ви пропливає поодному з них в море і не помічаєте в цьому нічого незвичайного. Але що б Висказали, якщо б хтось взявся стверджувати, що в одному (або в декількох)з рукавів ріки, в її дельті вода тече назад, і що з цього рукаву вморе проплисти не можна? Саме в такому положенні знаходиться гіпотеза Шмідта,як і всі небулярние гіпотези, яка стверджує, що всі небесні тіла
Сонячної системи, як ті, які обертаються навколо центрального тіла
(Сонця або планети) в прямому напрямку, так і ті, які звертаютьсяпроти «течії», тобто у зворотному напрямку, походять з одногопротопланетної хмари, яке й до захоплення його Сонцем, і після захопленнярухалося в одному (прямому) напрямку. Це самим грубосуперечить закону збереження кількості рух, який у цьомуконтексті можна назвати законом збереження кількості та напрямкируху.

З точки зору закону збереження кількості руху гіпотезою Шмідта,як і всім небулярним гіпотез, суперечить і той факт, що половинапланет Сонячної системи мають великі нахили площині екватора доплощини своєї орбіти, які перевищують 23 ° у Землі, Марса, Сатурна і
Нептуна, а у Урана нахил дорівнює 98 °. Якби планети утворилися з одногохмари, вони б мали однакове спосіб своїх орбіт до площини екватора
Сонця і не мали б нахилу площин своїх екватора до загальної площинисвоїх орбіт. Якщо ж припустити, що ці характеристики з часомзмінилися, то ці зміни були б більш-менш однаковими,рівнозначними.

2. Гіпотези захоплення

Очевидно що небулярная гіпотеза Шмідта, а так само і всенебулярние гіпотези, мають цілий ряд нерозв'язних суперечностей. Бажаючиуникнути їх, багато дослідників висувають ідею індивідуальногопоходження як Сонця, так і всіх тіл Сонячної системи. Це такзвані гіпотези захоплення [4].

Відповідно до цих гіпотез, час від часу в межі Сонячної системивходять небесні тіла ззовні, тобто з інших частин Галактики, з іншихгалактик і з міжгалактичного простору. Під впливом різнихфакторів: тяжіння Сонцем і планетами, зіткнення з іншимиблукаючими небесними тілами або астероїдів і комет Сонячної системи,або при проходженні через газово-пилові хмари, в якому якраззнаходиться Сонячна система при своєму зверненні навколо центру Галактики --під впливом цих факторів чужорідні тіла гальмуються і, погасивши швидкістьсвого руху, стають бранцями Сонця або однієї з планет Сонячноїсистеми, перейшовши з гіперболічної орбіти на еліптичну.

Однак, уникнувши цілого ряду суперечностей, властивих небулярнимгіпотез, гіпотези захоплення мають інші, специфічні суперечності, невластиві небулярним гіпотез. Перш за все, виникає серйознесумнів, чи може велике небесне тіло, таке, як планета, особливопланета-гігант, так сильно загальмуватися, щоб перейти з гіперболічноїорбіти на еліптичну. Очевидно, ні пилова туманність, ні тяжіння
Сонця або планети не можуть створити такий сили гальмує ефект.

Залишається зіткнення. Але не розлетяться Чи вщент на дрібні шматки двапланетозімалі при своєму зіткненні, так би мовити, лоб в лоб, центрально?
Адже під впливом тяжіння Сонця, поблизу якого повинно відбутисязіткнення, вони розвинуть великі швидкості, в десятки км за секунду. Можнаприпустити, що обидві планетозімалі розсиплються на осколки і часткововпадуть на поверхню Сонця, а частково умчатся в космічний простіру вигляді великого рою метеоритів. І тільки, можливо, декілька осколківбудуть захоплені Сонцем або однієї з його планет і перетворяться в їх супутники
- Астероїди.

Друге заперечення, що висувають опоненти авторам гіпотез захоплення,відноситься до ймовірність такого зіткнення. За розрахунками, виконанимбагатьма небесними механіками, вірогідність зіткнення двох великихнебесних тіл поблизу третьому, ще більш великого небесного тіла, незначнамала, так що одне зіткнення може відбутися за сотні мільйонів років. Аадже це зіткнення повинно відбутися дуже «вдало», тобто що зіткнулисянебесні тіла повинні мати певні маси, напряму і швидкостіруху і зіткнутися вони повинні в певному місці Сонячної системи. Іпри цьому вони повинні не тільки перейти на майже кругову орбіту, а йзалишитися цілими і неушкодженими. А це, погодьтеся самі, нелегке завдання дляприроди.

Крім того, можна поставити і таке питання авторам гіпотез захоплення: ачи є в космічному просторі блудні, «безпритульні» небеснітіла, та ще такі великі, як планети-гіганти? Якщо є, то чомувони до цих нір не зіткнулися з однією з численних в Галактиці зірок,повз які вони рухалися протягом мільярдів років? І як виниклиблукаючі планети-гіганти в космічному просторі? Можна припустити,що швидше за все всі небесні тіла світового простору рухаються поеліптичних орбітах навколо того йди іншого центрального тіла: планети,зірки, центру галактики і т. д. А це величезною мірою зменшуєвірогідність зіткнення двох великих небесних тіл поблизу третє, щебільш великого тіла.

Але нехай все-таки, що захоплення відбулося. Тоді виникає ряд питань.
Чому всі захоплені планети і більшість інших небесних тіл Сонячноїсистеми обертаються навколо Сонця в одному напрямку і майже в однійЧому вони мають майже кругові орбіти? Чому поблизу Сонцярозташовуються невеликі планети земної групи, а вдалині - планети-гіганти?
Чому в міжпланетних відстанях є певна закономірність?
Чому одні планети обертаються навколо своєї осі в прямому напрямку, аінші (Венера, Уран) - у протилежному? Гіпотези захоплення не дають відповіді на ціпитання, принаймні на все.

Що ж до захоплення блукаючих планетозімалей без зіткнення, зарахунок однієї лише сили гравітаційного тяжіння (за допомогою третього тіла),то таке захоплення або неможливий, або його імовірність незначна мала,настільки мала, що таке захоплення можна вважати не закономірністю, арідкісної випадковістю. А тим часом у Сонячній системі є великакількість великих тел: планет, їх супутників, астероїдів і великих комет,спростовуючи ет гіпотези захоплення.

3. Інші гіпотези

Крім гіпотез захоплення і небулярних гіпотез існують гіпотези,згідно з якими планети й інші небесні тіла Сонячної системиутворилися в результаті викидів або відриву від Сонця частини його речовини,чи то при спалаху (нової, найновішої), чи то в результаті швидкого обертанняв минулому Сонця навколо своєї осі.

Але небесні механіки довели, що якщо в якомусь місці з поверхні
Сонця відбудеться викид, то викинута речовина або піде від Сонця вміжзоряний простір по гіперболічної орбіті і розсіється, або, якщовоно буде рухатися по еліпсу, облетить навколо Сонця і впаде на нього втому ж самому місці. Утворитися ж з цього згустку газу планети не можуть.
А якщо б планета, хоча б один, всупереч розрахунками небесних механіків, всеж утворилася, то вона, мабуть, складалася б з газів (водню тагелію), які утворюють зовнішню оболонку Сонця та інших зірок. А звідки жв планетах силікатна компонента - гірські породи і метали?

Крім того, гіпотези утворення планет з сонячної речовини не взмозі пояснити, чому третя частина супутників планет Сонячної системизвертається по своїх орбітах у зворотному, по відношенню до Сонячній системі,напрямку; чому половина планет Сонячної системи має великіспособу площин екватора до площини своїх орбіт; чому орбітипланет є майже круговими; чому одні планети обертаються навколо своєїосі в прямому напрямку, а інші у зворотному т. д.

та еволюція Сонячної системи

1. Походження кілець планет-гігантів

У міру збільшення маси планет та інших небесних тіл наступає такийперіод в їх еволюції, коли вони стають здатними утримувати у своїйатмосфері не тільки важкі гази, але й легені: водень і гелій. З точкизору наявності та складу атмосфер у небесних тіл, останні проходять всвоєму розвитку три етапи. Малі тіла Сонячної системи - крижані планетки,комети, астероїди, невеликі супутники і спутнічкі і метеорні тіла - по -мабуть, взагалі не має ніякої атмосфери. Чи, точніше, вони набуваютьїї під час чергової галактичної зими, але після її закінчення постепенновтрачають, оскільки сила гравітаційного тяжіння біля їх поверхнімала, і атоми і молекули газової атмосфери розсіюються в міжпланетнийпростір.

Але маса небесних тіл поступово збільшується за рахунок силікатної ікрижаний компонент і настає час, коли вони отримують можливістьутримувати біля себе атмосферу, що складається з важких газів - азоту,вуглекислого газу, кисню та ін Але всі вони не здатні утримувати близькосвоїй поверхні легкі гази - водень і гелій, які є найбільшпоширеними елементами у Всесвіті.

Коли планети-гіганти були меншими за розмірами і масою і ще не булигігантами, вони також не мали потужної воднево-гелієвої атмосфери. Вони в тойчас нічим не відрізнялися від таких небесних тіл, як сучасні Плутон,
Титан або Каллісто. Але поступово їх маса збільшувалася, і в одинпрекрасний момент ці колись крижані планети одна за одною почалиутримувати в своїх атмосферах легкі гази. Їх маса в той час досягалаблизько 10 мас Землі. Після цього вони швидкими темпами почали зростати,головним чином за рахунок легких газів, їх маса і розміри стализбільшуватися, а щільність, з урахуванням атмосфери - зменшуватися. Легкаатмосфера, що складається переважно з водню й гелію, досягаєвеличезних розмірів, у десятки тисяч кілометрів.

У цій воднево-гелієвої атмосфері постійно знаходяться хмари,складаються з крапель і кристалів вуглекислоти, води, метану, аміаку і т.д. Атмосфера разом з хмарами обертається одночасно з планетами навколо їхосей обертання. При цьому хмари досягають великої висоти: у Юпітера - 70тис. км., у Сатурна - 60 тис. км., у Урана і Нептуна - близько 25 тис. км відцентру планет.

Оскільки хмари досягають великої висоти, а планети-гіганти швидкообертається навколо своїх осей, хмари, що перебувають у верхніх шарах атмосферипланет-гігантів, мають більшу лінійну швидкість руху щодоцентру планети. У Сатурна верхні шари хмар обертаються навколо його центрузі швидкістю близько 10 км/сек., а в Юпітера - близько 12 км/сек. Для порівняннязазначимо, що хмари Землі обертаються навколо її осі обертання зі швидкістювсього близько 0,5 км/сек.

Але атмосфера планет-гігантів не закінчується там, де закінчуєтьсяхмарний покрив планет. Досить сказати, що атмосфера Землітягнеться до 2 тис. км., у той час як хмари - тільки до 15 км. Те жсаме має місце і в планет-гігантів. Можна припустити, що їх верхнішари воднево-гелієвої атмосфери простягаються набагато вище хмарного шару,мабуть, досягаючи найближчих до планет спутнічков, що становлять самевнутрішнє кільце планет-гігантів. При цьому лінійна швидкість атомів імолекул верхніх шарів атмосфери планети обертається майже досягаєорбітальної швидкості спутнічков найближчого кільця.

Така ситуація в даний час, в умовах галактичного літа. Принастав галактичної зими становище різко змінюється. Однак, почас галактичних зим всі небесні тіла відчувають гальмування в газовійсередовищі, при цьому вони починають наближатися до центральному у тілу. Спутнічкіпланет-гігантів, що становлять їх кільця, що знаходяться найближче до планеті, отже, мають найбільшу орбітальну швидкість. Вони маютьнайменшу масу, розміри і щільність з усіх супутників. Тому вони маютьвеличезне відносне гальмування, у багато разів більше, ніж іншісупутники. І, внаслідок цієї обставини, вони стають першимижертвами наступаючої галактичної зими. При зануренні Сонячної системи вгазово-пилову середу туманності або площини Галактики спутнічкі кілецьпланет-гігантів швидко гальмуються, швидко наближаються до планети, входять доїї верхні шари атмосфери (в цей час зимова атмосфера планети, по -Мабуть, ще не сформувалася), ще більш гальмуються і падають на їїповерхню. Втім, поверхні планети вони можуть і не досягти, оскількирозігріють при терті в атмосфері, випаруються і приєднаються, хоча бпочасти, до хмарному шару.

Але потім під час галактичної зими збільшаться маси і розміри планети,особливо її атмосфери, збільшиться швидкість її обертання, зросте лінійнашвидкість верхніх шарів атмосфери. При досягненні планетою та її атмосфероюдосить великий величини і швидкості обертання, верхні шари атмосферипочнуть звертатися навколо осі обертання планети з першою космічноюшвидкістю. Але планета продовжує збільшуватися, збільшується і швидкість їїобертання, що призводить до подальшого збільшення лінійної швидкості рухуверхніх шарів атмосфери. Зрештою лінійна швидкість їх зростаєнастільки, що починають утворюватися газові кільця, про що ми вжеговорили вище. Цих кілець буде все більше і більше і врешті-рештпланети-гіганти придбають величезні за розмірами (діаметром) газові диски.

Але збільшення протяжності атмосфери і швидкості обертання планетипризведе до того, що хмари, що складаються з крапель і кристалів води,вуглекислоти, аміаку, метану та інших речовин крижаний компоненти будутьпідніматися від поверхні планети все вище. При цьому їх лінійна швидкістьбуде рости і досягне першої космічної швидкості. У результаті слідом загазовою компонентою з екваторіальній області планети почне переміщатися вгазовий диск під дією відцентрової сили і крижана компонента, та їїчастина, яка у зваженому стані знаходиться у вигляді хмарного покриву вверхніх шарах атмосфери, а так само деяку кількість пилу, і так будетривати до кінця галактичної зими.

Але ось галактична зима скінчилася, приплив речовини на поверхнюпланети і в її атмосферу припинився. Тим часом переміщення атмосферногоречовини з екваторіальній області планети в газовий диск триває. Цеведе до зменшення протяжності атмосфери і, отже, лінійноїшвидкості верхніх шарів атмосфери, в тому числі швидкості руху верхніххмар навколо планети. А це призводить до припинення розсіювання хмарногошару, хоча розсіювання легких газів надоблачного верхнього шару атмосферитриває ще тривалий час.

У цей же самий час відбувається поступове розсіювання водню, гелію,азоту, кисню і, можливо, інших газів з газового диска, що приводитьдо зменшення його потужності, товщини і довжини. Але крижана компонентагазового диска в основному зберігається на своєму місці. Вона не розсіюєтьсяшвидко в міжпланетному просторі, оскільки її лінійна швидкість нижчепараболічної швидкості, але і не опускається вниз, до планети, оскільки їїлінійна швидкість досягає першої космічної швидкості.

ізолювавшись від атмосфери і розпочавши самостійне існування,газовий диск поступово все більше охолоджується, так що крапельки рідинипри цьому тверднуть. Але затвердіння речовини газового диска в дрібнікристали, а потім градінкі, відбувалося і раніше, а тепер воно лишепосилюється, так що незабаром увесь диск перетворюється з рідких краплин,твердих кристалів і ще збереглися парів в мільярди легенівспутнічков. Спутнічкі, що виникли раніше, вичерпують рідку частину крижанийкомпоненти, збільшуючи свої розміри і масу. І врешті-решт речовина,відірвалася від атмосфери і час, що залишився на орбіті планети, перетворюється натверді спутнічкі самих різних розмірів, від міліметрів до десятківметрів. При цьому вони все звертаються в площині екватора планети безнайменшого відхилення від неї, тому що їх спосіб має дорівнювати нулю.
Але те ж саме, мабуть, не можна сказати про їх ексцентриситет.

Якщо порівнювати кільця різних планет-гігантів, вони будуть мати івідмінності. Можливо відмінність їх хімічного складу, якщо різний складхмар планет-гігантів. Слід зазначити, що до складу спутнічков кілецьпланет-гігантів входить не тільки крижана компонента хмар, але і пилкосмічних опадів. Необхідно відзначити також, що після закінченнягалактичної зими речовина спутнічков кілець поповнюється за рахунок крижанийкомпоненти супутників планет, які втрачають її при розігріві підвпливом приливного тертя. Якщо б не відбувалося це поповненняспутнічков кілець крижаний компонентою ближніх супутників і навіть пилом зповерхні маленьких спутнічков, то, можливо, кільця вже зникли б або,принаймні, були б менш щільними. Можливо, у Нептуна будутьвиявлені унікальні кільця, які звертаються, бути може, навколо
Нептуна у зворотний бік, оскільки вони можуть утворюватися Тритоном. Аможе бути, у зворотний бік звертаються тільки декілька зовнішніхрозряджених колечок, а внутрішні, теж ряджені, звертаються в прямомунапрямі, тому що вони могли утворитися з атмосфери. Але, оскільки
Нептун обертається повільно, у нього може і не бути кілець з прямимзверненням. Щільність кілець має бути тим більше, чим більш масивноїє атмосфера планети і чим більшим є її швидкість обертання.
Низька щільність кілець Юпітера може бути пояснена близькістю Сонця,яке сприяє сухого випаровування (сублімації) речовини спутнічков ійого дисипації в міжпланетний простір разом з потоком діссіпірующіхводню й гелію. Адже кільця планет-гігантів, перш за все кільця Юпітера,найближче розташовані до Сонця, після закінчення галактичної зиминічим не захищені від сонячних променів, на відміну, наприклад, від поверхніпланет, які захищені хмарним екраном. Та й утворитися спутнічкікілець Юпітера через близькість до Сонця могли, мабуть, у меншійкількості і з меншими розмірами і масою. Крім того, вони, можливо, підвпливом сонячного випромінювання зменшуються до сих пір протягом всьогогалактичного літа. Низька щільність кілець Урана може бути пояснена тим,що на відміну від інших планет-гігантів він періодично повертається до
Сонця таким чином, що його кільця звернені до Сонця не ребром і не підневеликим кутом, а всією поверхнею, так що сонячні промені падають накільця Урана майже перпендикулярно. У результаті на одиницю площі кілець
Урану доводиться сонячної променевої енергії дещо більше, ніж у кільця
Сатурна. Тому крижана компонента кілець Урана, як і Юпітера, піддаючисьбільш сильного нагрівання сонячними променями, ніж у Сатурна, поступоводіссіпіровала допомогою сублімації в міжпланетний простір. І вкільцях Урана і Юпітера майже не залишилося крижаний компоненти, алезберігається ще силікатна компоненту, яка, як вважають деяківчені, поповнюється за рахунок невеликих супутників, наприклад, Амальтею у
Юпітера, а так само тих супутників, які розташовані між кільцями диска.

У Сатурна, можливо, відбувається поповнення диска за рахунок речовинисупутників не тільки силікатної, але і крижаний компоненти: водним льодом ізамерзлими вуглекислотою, метаном, аміаком і т. д.

2. Походження планет-гігантів

По-перше, всі небесні тіла Сонячної системи під час галактичнихзим збільшують свої розміри і масу, тобто ростуть. По-друге, небесні тілапід час галактичних зим наближаються до центрального тіла так, що зкожній галактичної взимку перебувають до Сонця все ближче, а супутники, крімтого, наближаються до своїх планет.

При цьому збільшення різних небесних тіл відбувається неоднаковимитемпами. Швидше за все ростуть планети-гіганти і Сонце, а повільніше за все --планети земної групи та інші силікатні тіла. Наближення ж небесних тілдо їх центральним тіл відбувається під впливом, по-перше, гальмуваннянебесних тіл в газово-пилової середовищі дифузною матерії, а, по-друге, підвпливом збільшення сили гравітаційного тяжіння небесних тіл доцентральному тіла, оскільки їх маси збільшуються, а відстань міжними зменшується.

Внаслідок цього небесні тіла, що мають однакове походження, повинніпідкорятися деяким загальним для них закономірностям. Наприклад, маса планет -гігантів має бути тим більше, чим ближче до Сонця вони розташовані, і, вЗагалом-то, вони і підкоряються цій закономірності, хоча тут, як це буваєчасто, є і виключення - маса Нептуна трохи більше маси Урану.
Але в інших планет-гігантів ця закономірність досить чітко виражена:маса Юпітера більше маси Сатурна в 3,35 разів, а маса Сатурна більша за масу
Урану в 6,5 рази. Якщо ця закономірність вірна, то за орбітою Нептуна (і
Плутона) повинні бути ще великі планети з масами в кілька мас Землі,потім в 1 масу Землі і т. д. Однак слід мати на увазі, що збільшеннямас небесних тіл є далеко не одностороннім, прямолінійним. Воносупроводжується в той же час і періодичними зменшенням і мас то одних,то інших небесних тіл. І відбувається це з різних причин: через швидкеосьового обертання під впливом відцентрової сили, з-за малих мас багатьохнебесних тіл, не здатних утримати атмосферу, особливо водень і гелій, черезчерез нагрівання сонячною енергією, через нагрівання приливні тертям.

Цілком можливо, Юпітер зменшився в масі і зменшується і в данийчас за допомогою потужного вихору в зоні великої червоної плями внаслідокблизькості Юпітера до Сонця і його відносно швидкого осьового обертання.
Крім того, можливо, що Тритон був раніше п'ятого великий планетою, алепотім, наблизившись до Нептуна на небезпечну відстань, він втратив майже всесвоє речовина при нагріванні під впливом механізму приливного тертя,а потім і зовсім перейшов на його орбіту.

Можна також припустити, що Плутон і Харон раніше, будучи незалежнимипланетами, до того як Плутон захопив Харона на свою орбіту, були великимипланетами, маючи по кілька мас Землі, але потім, взаємно винищуючи другодного, коли Харон наздогнав Плутона, вони розгубили більшу частину свогоречовини, залишивши собі лише кілька відсотків. Якщо це так, то ранішебуло сім з відомих великих планет: п'ятий був Тритон, шостий - Плутон ісьомий - Харон.

З іншого боку, якщо в минулому планети-гіганти були далі від Сонця іменше в розмірах і масі, то необхідно погодиться і з тим, що замістьгинуть у надрах Сонця або поблизу його планет-гігантів повинні з'являтисявсе нові й нові планети-гіганти. І ці нові планети-гіганти нез'являються в готовому вигляді десь ззовні, а породжуються в Сонячнійсистемі постійно. Вірніше, вони не народжуються, а виростають з крижаних планет,розташованих на периферії Сонячної системи, однією з яких єневелика планета Плутон, за якою, беззаперечно, розташований цілий рядкрижаних планет, великих, з масою, яка відповідає масами Землі та Марса, і,потім, малих, з масою, яка відповідає масою Плутона і його супутника Харона.

Саме від крижаних планет і відбуваються планети-гіганти.

3. Походження Плутона та інших крижаних планет

За зоною планет-гігантів розташована зона крижаних планет, однією зяких є планета Плутон, поки що єдина з виявлених.
Поза сумнівом, Плутон є далеко не найбільшою з сімейства крижанихпланет. Найбільш масивні з числа крижаних планет, мабуть,перевершують за масою і особливо за розмірами Венеру і Землю, а найменшмасивні не перевершують навіть Харона. При цьому більш масивні крижаніпланети повинні бути розташовані ближче до Сонця, а найменш масивні - напериферії зони крижаних планет.

За цією зоною крижаних планет розташована зона більш дрібних тіл Сонячноїсистеми - комет, які відрізняються від крижаних планет не тількикількісно: розмірами, масою і щільністю, але й якісно. Цеякісну відмінність планет від комет полягає в тому, що комети єнедиференційованими небесними тілами, в надрах ж планет відбувається абопочинається диференціація глибинного речовини. Саме із зони комет, цієїнайвіддаленішій від Сонця зони Сонячної системи, і відбуваються крижаніпланети.

Комети, поступово збільшуючись в розмірах і масі і так само поступовонаближаючись до Сонця, з часом перетворюються в маленькі крижаніпланетки, в надрах яких виникає процес глибинної диференціаціїречовини. Але далеко не всі комети перетворюються в крижану планету, лишемізерно мала частина їх, можливо один з мільйона, точно так само, якдалеко не всі крижані планети стають планетами-гігантами. Наприклад,
Плутона не судилося стати планетою-гігантом. Його маса і щільність занадтомалі і, внаслідок цього, він має надмірно велику відноснегальмування. Тому Плутон, перш ніж встигнути стати планетою-гігантом,занадто близько наблизиться до Нептуна і може впасти на його поверхню,збільшивши масу Нептуна, або, що менш імовірно, перейде на його орбіту,перетворившись на його новий супутник. К?? до можна припустити, саме такадоля спіткала Тритон, який раніше був планетою, а потім перейшов наорбіту Нептуна. Плутон може також, що більш імовірно, обігнати Нептуна, аможе, й Урану.

Подібно до цього, не всім кометам судилося в майбутньому стати крижанимипланетами. Багато хто з них загинуть у боротьбі за місце під Сонцем, не встигнувшиперетворитися на планету, якщо вони занадто близько, внаслідок їх великоївідносного гальмування, підійдуть до розташованої ближче до Сонця планетіабо більш великої комети і або впадуть на їх поверхню, збільшивши їхмасу, або перейдуть на орбіту навколо них, перетворившись на їх супутника.
Втім, перетворення комети (або крижаної планети) в супутник лише на часвідстрочить її загибель, оскільки і супутники, хоча і не всі, наближаються,внаслідок їх гальмування в газовому середовищі, до своїх планет і також зчасом падають на їх поверхню.

Така доля чекає більшість малих тіл Сонячної системи. Трохиз них судилося стати великими небесними тілами, а планетами - одиницям.

Комети мають великі ексцентриситет, порядку 0,3 - 0,4 і більше.
Декілька менші ексцентриситет, порядку 0,1 - 0,3, мають крижаніпланети. Ще менші, як правило менш 0,1, ексцентриситет мають планети -гіганти і планети земної групи. Найбільші ексцентриситет мають, якправило, самі дрібні і одночасно найбільш віддалені від Сонця комети ісаме тому вони найчастіше гинуть, оскільки ймовірність зіткненнянебесного тіла з іншими небесними тілами тим вище, чим, по-перше, більшейого ексцентриситет і, по-друге, чим менше нахил його орбіти. Чимближче орбіта малого небесного тіла розташована до площини сонячноїсистеми, поблизу якої звертається більшість її небесних тіл, і чимбільше місця, внаслідок цього, займає тіло в її площині, тим меншешансів вижити має воно.

Та обставина, що великі комети і крижані планети мають великіексцентриситет, накладає відбиток на міжпланетні відстані планет -гігантів. Крижані планети і великі комети, очевидно, не можуть надмірнотривалий час розташовуватися один біля одного ближче якогосьпевної відстані між їхніми орбітами, порядку 10 а.е., оскільки применшій відстані їх орбіти будуть перетинатися, як це має місце у
Плутона з Нептуном і, рано чи пізно, планети або великі комети,які звертаються по пересічних орбітах, зіткнуться. Плутон, маючиексцентриситет 0,25, нe зіткнувся до сих пір з Нептуном тільки тому, щомає велике нахил орбіти - близько 170. Але в найближчу галактічес куюзиму відстань від Нептуна і нахил орбіти Плутона зменшиться і тодійого зіткнення з Нептуном цілком може статися.

4. Походження астероїдів

Астероїди, як і крижані планети, походять з комет, але їхпоходження з комет досить значно відрізняється від походження зкомет крижаних планет. Якщо крижані планети походять з комет на периферії
Сонячної системи за останньою планетою-гігантом Нептуном, то астероїдипоходять з комет поблизу солн