Esta hipótesis plantea que el sistema solar se formó como resultado de la compresión de una nube de gas y polvo.
Las hipótesis sobre cómo se formó el sistema solar pertenecen al campo de la cosmogonía, una de las ramas más antiguas de la astronomía teórica. La primera de estas hipótesis, basada en consideraciones especulativas generales, fue presentada por el filósofo alemán Immanuel Kant, pero fue verdaderamente desarrollada científicamente en los trabajos de Pierre Simon Laplace, quien fue el primero en intentar explicar la mecánica. de la formación del sistema solar en el marco de la Ley de la gravitación de Newton.
Las regiones individuales de la nebulosa resultan ser más densas que la sustancia que las rodea y, por lo tanto, tienen una masa mayor. Aquí entra en juego la fuerza gravitacional y la materia circundante comienza a precipitarse hacia estos centros de mayor densidad, cuya masa está aumentando. En última instancia, la materia en el área de cada uno de esos centros se compacta tanto que; como resultado del colapso gravitacional, se forma una estrella en cada uno de esos puntos. Hoy en día, los astrónomos observan en nuestra Galaxia bastantes de estos centros de formación estelar.
Características de la hipótesis de nube de gas y polvo para la formación del sistema solar
En general, la nube residual de gas y polvo alrededor de la estrella en formación se comporta de manera caótica; y las partículas de materia se mueven dentro de ella en todas direcciones. Y aquí, nuevamente por pura casualidad, puede resultar que la mayor parte del gas y el polvo resulten estar «arremolinándose» en una dirección. En consecuencia, la nube de gas y polvo alrededor de la estrella en formación adquiere un momento angular neto. De acuerdo con la ley de conservación del momento angular, mayor compresión o sea condensación; las nubes en la dirección del centro conducen a un aumento en la velocidad angular de rotación de la materia alrededor de la parte central.
Como resultado, en la finalización de la etapa de colapso de la nube de gas y polvo; la parte abrumadora de su masa se concentra en el centro donde posteriormente se formará la estrella. Pero la masa periférica insignificante de la nube se distribuye en el plano ecuatorial de rotación de la protoestrella alrededor de su propio eje. Esto sucede como resultado de aplanar los restos de la sustancia atomizada no retorcida bajo la acción de la fuerza centrífuga. A partir de la materia de este disco residual, se forman posteriormente los planetas.
En este disco de gas y polvo residual que rodea a la protoestrella, como resultado de colisiones caóticas de partículas; también comienzan a formarse grumos de materia; que a su vez comienzan a servir como centros de atracción para la materia rociada alrededor. A su alrededor, se forman los primeros protoplanetas, que también actúan como fuentes de atracción gravitacional. Como resultado de lo cual la materia casi solar se estratifica en anillos y luego se acumula en grupos en ciertas órbitas; a partir de las cuales finalmente se forman los planetas. Los tamaños de los planetas dependen de la distancia a la estrella recién nacida.
Planetas pequeños y relativamente densos
A poca distancia de ella, la temperatura debida a una reacción termonuclear que se inició en el interior de la estrella resultan ser demasiado altos; y todos los volátiles de bajo punto de fusión básicamente se evaporan en el espacio, incapaces de condensarse en un estado líquido o sólido. Como resultado de la la hipótesis de nube de gas y polvo, los planetas terrestres cercanos resultan ser pequeños y relativamente densos debido al predominio de elementos químicos pesados en su composición; en el sistema solar, esta categoría incluye a Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
En este período en la evolución del sistema solar parece algo extraño si partimos de las principales hipótesis modernas y los resultados de las simulaciones por ordenador obtenidos según estas hipótesis. La acumulación de materia alrededor de los núcleos de los planetas modernos; realmente debería haber ocurrido de acuerdo con el modelo descrito anteriormente. Por otro lado, este modelo predice la formación de otros 10-12 planetas del tamaño de Marte. Actualmente se plantea la hipótesis de que estos protoplanetas simplemente se derrumbaron como resultado de una fiesta prolongada estilo billar celestial, en el que fueron arrastrados.
De lo cual parte de su materia se instaló en los planetas formados con éxito que escaparon a la destrucción como resultado de una serie de colisiones. En la cual parte de la sustancia fue literalmente arrojada a la periferia del sistema solar bajo la influencia del poderoso campo gravitacional de Júpiter. Por lo tanto, en nuestro sistema solar, lo más probable es que una masa significativa de cuerpos protoplanetarios todavía esté dando vueltas; en su mayor parte a una gran distancia del sol.
La Luna
La luna, un satélite natural de la Tierra, a menudo también es clasificada por los astrónomos como un planeta independiente de tipo terrestre. Los datos recientes indican, más bien a favor de la hipótesis de una colisión gigante, según la cual se formó la Luna. Una formación más tardía que otros planetas del cinturón terrestre como resultado de la caída de otro planeta del tamaño de Marte a la Tierra primitiva y la posterior expulsión de materia a la órbita cercana a la Tierra. Tales colisiones fueron comunes en las primeras etapas de la formación del sistema solar. Esto, dicho sea de paso, explica otro misterio del sistema solar.
Rotación de Venus
Las velocidades angulares de rotación de los planetas alrededor de su propio eje varían en un rango muy amplio. En el caso de Venus, existe un fenómeno único de retrógrado. Rotación diurna: este planeta gira en la dirección opuesta en comparación con todos los demás planetas. Esta diferencia es difícil de vincular con la formación ordenada y medida del sistema planetario. Sin embargo, si asumimos que la rotación final adecuada del planeta alrededor del eje se formó como resultado de la suma de impulsos recibidos por él como resultado de poderosas colisiones con otros protoplanetas.
Planetas gigantes gaseosos
A una mayor distancia del joven Sol, en una etapa temprana de la formación del sistema planetario según la hipótesis de nube de gas y polvo; no hacía tanto calor y allí se formaron planetas de un tipo diferente. Temperaturas suficientemente bajas no impidieron la condensación y cristalización de elementos químicos relativamente ligeros; como resultado de lo cual se formaron núcleos supermasivos sólido-cristalino de rocas y hielo. Al poseer un poderoso campo gravitacional, capturaron de las acumulaciones de gas y polvo circundantes volúmenes significativos de luz y sustancias volátiles (helio e hidrógeno, que formaron sus océanos y / o la atmósfera) y se volvieron aún más masivos (planetas terrestres con su débil campo gravitacional no eran capaces de esto).
La categoría de los llamados gigantes gaseosos nuestro sistema solar incluye a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Estos planetas se caracterizan por una densidad media de materia muy baja, siendo enorme en comparación con los planetas terrestres. La densidad de Saturno, por ejemplo, es generalmente más baja que la densidad del agua; por lo que si hubiera un océano comparable en tamaño a este planeta, Saturno flotaría en él como un flotador. Sin embargo, según las hipótesis modernas, dentro de estos gigantes gas-líquido todavía hay un núcleo denso de materia sólida bastante masivo; que recuerda a un planeta similar a la Tierra y se formó de manera similar.
Plutón
Un caso especial es Plutón, el último planeta real descubierto en el sistema solar. Es comparable en tamaño a los planetas terrestres y, de hecho, es un enorme bloque de hielo de elementos volátiles. Durante mucho tiempo, los científicos consideraron a Plutón como un curioso malentendido o como un cuerpo extraño capturado por el sistema solar. Sin embargo, el descubrimiento en la década de 1990 del llamado cinturón de Kuiper similar al cinturón de asteroides, otro cinturón de planetas menores; muchos de los cuales se mueven en órbitas muy alargadas e «irregulares», obligó a los astrofísicos a reconsiderar sus puntos de vista. Situado más allá de la órbita de Neptuno, el cinturón de Kuiper es el principal proveedor de cometas que vuelan en las proximidades del Sol.
Demostración de la hipótesis de nube de gas y polvo
Esta hipótesis de nube de gas y polvo para la formación del sistema planetario explica bien muchas de las características observadas del sistema solar: tamaño pequeño, composición elemental pesada y estado condensado de los planetas interiores. Como el gran tamaño, composición elemental ligera y estado líquido-gaseoso de los planetas exteriores; una sola dirección de movimiento de los planetas en órbitas alrededor del sol. En 1995, los astrónomos obtuvieron la primera evidencia de la existencia de sistemas planetarios en otras estrellas y aclararon algunas de sus características; esto se hizo midiendo las desviaciones cíclicas de las estrellas con respecto a su posición promedio en el espacio, provocadas por la fuerza de atracción gravitacional de las estrellas por planetas que giran alrededor de ellos. Gracias a esto, hoy sabemos con certeza que hay muchos más planetas fuera del sistema solar que dentro de él.
Trayectorias elípticas de los planetas
Sin embargo, solo uno de los sistemas planetarios abiertos es similar a nuestro sistema solar. En el resto, aparentemente, los planetas se mueven alrededor de su estrella a lo largo de trayectorias elípticas muy alargadas, mientras que en nuestro sistema solar las órbitas de todos los planetas, con la excepción de Plutón, se acercan a la circular. Además, en la mayoría de estos sistemas, todos los planetas giran alrededor de estrellas a distancias que no exceden el radio de la órbita de Mercurio. Para algunos planetas, el período de revolución alrededor de su sol es de solo unos pocos días terrestres. Sin embargo, solo uno de los sistemas planetarios abiertos es similar a nuestro sistema solar.
Además de los sistemas planetarios, los astrónomos hasta la fecha han logrado descubrir varios discos circunestelares; nubes aplanadas de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes. Y esto sirve como una buena confirmación de la hipótesis de la formación de sistemas planetarios a partir de nubes de gas y polvo; incluso si sistemas planetarios como el nuestro, solo se han descubierto unas pocas unidades.
