M. Milošević
m.milan@EUnet.yu

Nastanak
Sunčevog
sistema

Sadržaj
Uvod
1.1. Od Eratostena
do Njutna
2. RAĐANJE KOSMOGONIJE
2.1. Podela teorija
3. SUNCE
4. HIPOTEZE O
NASTANKU PLANETA
4.2. Capture Thery
4.3. Akreciona hipoteza
4.4. Alfvenova teorija
5. NASTANAK SISTEMA ZEMLJA – MESEC
6. NASTANAK KOMETA
7. ŠTA NAS DALJE
ČEKA?
8. ZAKLJUČAK

Milan Milošević                                     Nastanak Sunčevog sistema

---

7.      ŠTA NAS DALJE ČEKA?

Sl. 17.  HR dijagram – faze u evoluciji Sunca

Do sada smo govorili o tome kako je nastalo Sunce, planete, Zemlja, Mesec, komete. Krenuli smo iz daleke prošlosti, pre oko 5 milijardi godina, stigli do današnjih dana. Ova velika tela sada nam deluju stabilna i nepromenljiva. Da li je to stvarno tako? Da li će Sunce večito sijati kao što danas sija, a naša Zemlja i ostale planete kružiti oko njega kao što sada kruže. Kako sve u svemiru što je nekada nastalo ima svoj kraj tako će jednom doći kraj i svim zvezdama, pa i našem Suncu. Jednog dana ono će se ipak ugasiti.

Zvezde svoj život završavaju na različite načine – neke kao hladni crni patuljci, neke kao pulsari, a neke kao zastrašujuće crne rupe. Sunce, kao i većina drugih zvezda, svoj život će završiti kao hladni crni patuljak. Ipak, pre nego što dođe u fazu crnog patuljka Sunce će još mnogo godina provesti onakvo kakvog ga mi danas vidimo, a zatim će na njemu početi da se dešavaju vrlo upadljive promene.

7.1.        Crveni džin

Za otprilike 5 milijardi godina Sunce će izaći iz stabilnog stadijuma svog života, i počeće da prelazi u pozno doba, u fazu koja se naziva crveni džin.

Kako Sunce sve više i više stari, helijum će se gomilati u njegovom centru. Nakon života od oko 9 milijardi godina u stabilnom stanju približno 10% vodonika iz jezgra Sunca biće prevedeno u helijum, a proces fuzije i proizvodnja energije će prestati. Ravnoteža između ukupnog pritiska usmerenog od jezgra ka spoljnim slojevima i gravitacione sile usmerena ka njegovom centru biće poremećena. Jezgro Sunca počeće postepeno da kolapsira pod pritiskom gravitacione sile. Proces fuzije će započeti u sloju koji okružuje jezgro gde vodonika ima još u izobilju. Gravitaciona energija kolapsa biva prevedena u toplotnu energiju koja dovodi do zagrevanja spoljnih slojeva tako da Sunce počinje sve više i više da raste. Njegova površina je sada veoma udaljena od centralnog izvora energije, ona se hladi i izgleda crvena. Sunce sada evoluira u stadijum crvenog džina. Temperatura na površini Sunca opašće na oko 3000 K. Za nekoliko stotina miliona godina nastaviće se širenje spoljnih slojeva Sunca i ono će progutati planetu Merkur. Temperature na Veneri i Zemlji drastično će porasti. Fuzija vodonika u helijum u spoljnim slojevima dovešće do iste situacije do koje je došlo i u jezgru, helijum će se još više nagomilati u jezgru. Ovo nagomilavanje helijuma dovodi do još većeg usijanja i povećanje mase jezgra.

Sl. 18. Slojevita struktura crvenog džina

Nuklearna fuzija helijuma u ugljenik koja se odvija u jezgru Sunca prouzrokovaće sve veću i veću ekspanziju spoljnih slojeva . Helijumom bogato jezgro nije sposobno da dvoljno brzo predaje toplotu pa postaje nestabilno. U vrlo kratkom vremenskom intervalu, od samo nekoliko sati, jezgro postaje isuviše vrelo i primorano je da eksplodira. Spoljni slojevi Sunca  apsorbovaće eksploziju jezgra ali jezgro više neće biti sposobno da proizvodi energiju termonuklearnim reakcijama. Fuzija helijuma će se nastaviti u omotaču jezgra. Tada će se Sunce sastojati iz tri potpuno različita sloja: u spoljnjem sloju odvijaće se fuzija vodonika u helijum, u unutrašnjem fuzija helijuma u ugljenik a u sredini nalaziće se inertno jezgro sastavljeno od ugljenika i kiseonika.

Staro Sunce proces širenja i sažimanja može da ponovi nekoliko puta. Pri svakoj ekspanziji unutrašnjost zvezde neznatno se hladi i time usporava termonuklearne reakcije. Smanjena proizvodnja energije omogućava zvezdi da se skupi, pa će povećana kompresija ponovo upaliti unutrašnje vatre. Ovaj kratak porast u proizvodnji energije izaziva ponovnu ekspanziju i ciklus opet počinje.

Hiljade godina prolaze između ovih termalnih pulseva. Konačno pulsevi postaju tako snažni da se spoljni slojevi zvezde potpuno odvajaju od izgorelog jezgra. Ovi spoljni slojevi polako plove u prostor. Umiruća zvezda može da izbaci između četvrtine i polovine svoje ukupne mase u laganom procesu nastanka planetarne magline.

Kada spoljni slojevi Sunca budu odbačeni okolni prostor, u jednom kratkom intervalu od 50.000 godina dok se gasoviti omotač naglo izdvaja i kreće prema tami, naš Sunčev sistem preobraziće  se u planetarnu maglinu izuzetne lepote.

7.2.        Beli patuljak

Izgorelo Sunčevo jezgro skupljaće se i hladiti. Pošto više ne postoji mogućnost za fuzione procese i nastanak energije o daljoj sudbini Sunca odlučuje isključivo gravitacija. Duboko u unutrašnjosti Sunca atomi će biti toliko tesno zbijeni da će elektroni početi da se otkidaju od njihovih jezgara. Unutrašnjost Sunca sastojaće se od jezgara koja plove u moru elektrona. Na kraju kad gravitacija skrši Sunce do veličine ne veće od Zemljine, elektroni će biti tako gusto nabijeni da će pritisak koji oni stvaraju biti tako snažan da će zaustaviti dalju kontrakciju. Ti elektroni su tada tako gusto složeni da bi svaka dalja kontrakcija prisiljavala dva elektrona da zauzmu jedno isto mesto. Kako bi se u fizici reklo, bio bi to pokušaj da dva ili više elektrona zauzmu isto kvantnomehaničko stanje. To strogo zabranjuje jedan prirodni zakon nazvan Paulijev princip isključenja. Ovaj rezultirajući pritisak koji sprečava dalje sažimanje Sunca, ili bilo koje druge zvezde, naziva se pritisak degenerisanih elektrona.

Na ovaj način Sunce će postati beli patuljak, tj.  telo dimenzija kao Zemlja, ali ogromne gustine (svaki kubni santimetar ovakvog materijala ima masu od oko 60 tona) koje emituje energiju oslobođenu tokom gravitacionog kolapsa.

Kada se gasovi od kojih se sastoji planetarna maglina odvoje od umirućeg Sunca, površina mrtvog tela zvezde imaće temperaturu od preko 100.000 stepeni. Površinski slojevi polako će se hladiti dok se zvezda skuplja. Kada se Sunce bude smanjilo na veličinu približnu veličini Zemlje njegova temperatura iznosiće oko 40.000 ili 50.000 stepeni. Usijana površina Sunca tada će sijati bleštavom plavičasto-belom svetlošću. Zbog veličine i boje sjaja ovakvo telo se naziva beli patuljak.

7.3.      Crni patuljak

Poslednja faza u evoluciji Sunca biće stanje crnog patuljka. Beli patuljak prvo će posle plavičasto-bele početi da emituje žutu, a kasnije crvenu svetlost. Patuljak će početi postepeno da se hladi i na kraju postaće hladno kao i okolni međuzvezdani prostor, prestaće da  emituje  ikakvu svetlost. Bogat ugljenikom i kiseonikom crni patuljak nastaviće da kruži oko centra naše galaksije.

Sunce, a sa njim i ceo Sunčev sistem siglo je do kraja svog životnog puta. Možda će ta crna, hladna i beživotna “stena” milijardama godina kružiti oko centra galaksije. Ipak, jednog dana možda ona slučajno prođe kroz neki gasni oblak, uzburka ga i... onda će sve početi iz početka.

vrh