Как появилось Солнце?

Вначале было... Нет, не слово, а почти пустое и очень-очень холодное пространство. Пустое потому, что в нем ничего не было, ну разве что с десяток заблудившихся атомов в каждом кубическом сантиметре этого пространства. А холод стоял просто невыносимый — около -220°С. То есть это было облако чрезвычайно холодного газа. Состояло оно в основном из атомов водорода и гелия. Правда, встречались и микроскопические пылинки размером с тысячную часть миллиметра.

Затем на это газопылевое облако снаружи начало что-то давить. Это могла быть взорвавшаяся неподалеку звезда, называемая сверхновой. Энергия такого взрыва просто чудовищная, и она распространяется во все стороны в виде ударной волны. Так называется движущаяся в пространстве область чрезвычайно высокого давления. Ударная волна возникает, например, при преодолении самолетом скорости звука, и мы слышим это как громовой звук, неприятно воздействующий на ушные перепонки. Только сила такой ударной волны ничтожно мала по сравнению с таковой от взрыва звезды.

Под действием ударной волны газопылевое облако стало сжиматься. Атомы и частички сблизились и под влиянием сил гравитации стали притягиваться друг к другу. Поскольку они очень малы и сила гравитационного взаимодействия между ними тоже ничтожно мала, этот процесс длился очень долго. Астрономы и в наше время нередко обнаруживают холодные, темные, сжимающиеся облака межзвездного газа и пыли, в которых в будущем наверняка вспыхнут новые звезды.

Облако не только сжималось: в нем возникали вихри, то есть круговые вращения в отдельных областях. Из-за них облако разваливалось на несколько более мелких частей. Одна из них впоследствии стала Солнечной системой со всеми ее «обитателями».

 

Огромное облако в созвездии Цефея, в котором происходит рождение звезд, подобное тому, что имело место при формировании Солнечной системы. Фото НАСА

Отделившись, часть облакапродолжала сжиматься, ее вращение ускорялось — и она приобрела форму диска. Это была первичная солнечная туманность, образовавшаяся около 5 млрд лет назад. При поперечнике 10 млрд км (приблизительно размер орбиты Нептуна) туманность имела толщину около 200 млн км (несколько больше расстояния от Земли до Солнца).

Под действием гравитации все больше вещества сжималось к центру диска. В результате центральные области солнечной туманности оказались значительно горячее, чем внешние. Через 50 млн лет формирование солнечной туманности закончилось. Вещество продолжало устремляться к центру, и там образовалось протосолнце — «предок» нашего светила. Его температура с самого начала была значительно выше, чем на краях диска.

В этих удаленных от центра областях преобладали частицы межзвездной пыли, покрытые слоем замерзшей воды, углекислого и других газов. Чем дальше от протосолнца находились эти частицы, тем толще был слой покрывающего их льда. Но все эти пылинки — и близкие, и далекие, как и раньше, находились в огромном облаке водорода и гелия — двух основных газов, которые вместе составляли более 95% вещества солнечной туманности.

Частицы пыли слипались при столкновениях. Такие столкновения со временем привели к образованию «комьев» пыли размерами в несколько миллиметров или даже сантиметров. Под действием гравитации эти комья постепенно оседали ближе к центральной плоскости солнечной туманности. Так продолжалось сотни тысяч лет. За это время большая часть твердого вещества в облаке сформировалась в гигантский плоский слой с протосолнцем в центре.

«Комья» межзвездной пыли постепенно слипались в глыбы размером в несколько километров — так называемые плане-тезимали. В течение нескольких миллионов лет они постепенно объединялись и уплотнялись в гораздо более крупные тела — протопланеты.

Во внутренних областях первичной Солнечной системы образовалось четыре такие протопланеты, а на большом удалении от протосолнца сформировались еще четыре. Со временем первые стали Меркурием, Венерой, Землей и Марсом. Они образовались из планетезима-лей, состоявших из каменистого вещества, поскольку все газы испарились под действием тепла протосолнца. А потому эти планеты объединяет сходство строения: это небесные тела с плотными железными ядрами в середине, окруженными слоями менее плотных пород.

Однако планетезимали в далеких холодных областях солнечной туманности содержали значительное количество замерзших газов, в первую очередь метана и аммиака. Неудивительно, что у второй четверки планет образовались атмосферы из метана, аммиака и других газов.

Пока формировались планеты, к центру протосолца продолжало стягиваться вещество первичного облака — газы. При падении к центру оно уплотнялось, давление там возрастало. По законам физики рост давления ведет к увеличению температуры. Примерно 4,5 млрд лет назад температура в центре достигла такой величины, что там начались процессы термоядерного синтеза. Так называют реакцию превращения водорода в гелий, требующую температуры в миллионы градусов. Это обычный механизм рождения новой звезды (не путать со сверхновой!). Так возникло и наше Солнце.

Единственная супружеская пара, летавшая в космос - американские астронавты Джен Дэвис и Марк Ли, входившие в состав экипажа челнока "Эндевер" (12-20 сентября, 1992 года).