ערפילית סולארית

ערפילית סולארית היא ענן בין-כוכבי של גזים ואבק המוביל להיווצרות מערכת השמש.

מבנה ותכונות

הערפילית הסולארית הייתה מורכבת בעיקר ממימן ומהליום שמקורם במפץ הגדול ומעט יסודות כבדים יותר (כ-2%) שמקורם בתהליכי נוקליאוסינתזה בכוכב סמוך אשר סיים את חייו.

בשלב מסוים, הפרעה כלשהי, כנראה גל הלם של סופרנובה קרובה, גרמה ללחץ חזק על הערפילית הסולארית שדחף את החומר כלפי פנים, כאשר הכבידה שפעלה על החומר כלפי המרכז התגברה על לחץ הגזים שפעל כלפי חוץ, הערפילית החלה לקרוס במהירות. הערפילית התחממה בתהליך הקריסה כתוצאה מגידול בצפיפות, ובעקבות שימור התנע הזוויתי היא החלה להסתובב במהירות גדולה. היות שהקריסה הכבידתית יעילה יותר בכיוון ציר הסיבוב, הערפילית הפכה להיות ליותר ויותר שטוחה. במרכז הערפילית, היכן שמרבית החומר התרכז, החלה להיווצר השמש.

היסטוריית הערפילית הסולארית

"השערת הערפילית" ("Nebular Hypothesis"), שהוצעה בשנת 1755 על ידי עמנואל קאנט ונוסחה בנפרד על ידי פייר-סימון לפלס, היא המודל המקובל בשנות האלפיים להסברת התהליכים שהובילו להיוצרות מערכת השמש. משערים שההצעה מבוססת על רעיון ראשוני של עמנואל סוודנבורג משנת 1734. השערת הערפילית גורסת כי מערכת השמש נוצרה כתוצאה מקריסה כבידתית של ענן בין כוכבי המורכב מגזים ואבק המכונה ערפילית סולארית.

קוטרה של ערפילית זו היא אלפי יחידות אסטרונומיות ומסתה הייתה גדולה אך במעט ממסת השמש שנוצרה ממנה.

מערכת השמש והערפילית הסולארית

מענן זה של גזים ואבק נוצרו גם כוכבי הלכת. מקורם של כוכבי הלכת בגופים קטנים יותר, הקרויים "פלנטסימליים", שגודלם מספר קילומטרים. גופים אלו תפחו כתוצאה מהתאחדות וספיחת אבק במשך מיליוני שנים. מערכת השמש הפנימית הייתה חמה, ולכן תרכובות מימן (למשל מתאן) לא יכלו להתעבות בה. כוכבי הלכת שנוצרו שם היו קטנים יחסית (הם מכילים כ-0.6% מהחומר של הדיסקה הפלנטרית), והם היו מורכבים בעיקר מחומרים בעלי נקודות התכה גבהות כמו סיליקטים ומתכות. גופים סלעיים אלה הפכו בסופו של דבר לכוכבי הלכת הארציים.

רחוק יותר מהשמש נוצרה חגורת האסטרואידים שנמצאת על הגבול הכבידתי בין השמש לכוכב הלכת הענק צדק. החומר בחגורה זו לא הצליח להתמזג לכדי כוכב לכת בגלל ההשפעה הכבידתית החזקה של צדק. עוד יותר רחוק מהשמש, מעבר לקו הכפור, התפתחו ענקי גזים, אשר היו מסיביים מספיק כדי לשמור על "האטמוספירה הראשונית" של מימן והליום. מנגד, כוכבי הלכת הארציים שהיו קרובים יותר לשמש איבדו עם הזמן את המימן וההליום שלהם ויצרו "אטמוספירות משניות", כתוצאה מתהליכים וולקניים, פגיעת אסטרואידים, או במקרה של כדור הארץ גם בעקבות הופעת בעלי חיים וצמחים.

הערפילית הסולארית במהלך השנים

כ-100 מיליון שנה לאחר שהחל התהליך, העלייה בלחץ המימן במרכז הערפילית שקרסה והעלייה בצפיפות שלו גרמו לטמפרטורת הליבה לעלות, והכוכב החל לבצע היתוך גרעיני. מאז, ההיתוך הגרעיני שמתרחש בליבת השמש הוא מקור האנרגיה הראשי של מערכת השמש כולה. בשלב זה נוצר הדף מתמשך שהיה אחראי לסילוק שאריות הגזים מהערפילית, ולהרס "האטמוספירה הראשונית" של כוכבי הלכת הארציים. סילוק שאריות החומר שלא היו קשורות חזק לגופים הגדולים יחסית במערכת השמש, גרם להפסקת גדילתם של גופים אלו, ולהתייצבות המבנה של מערכת השמש בצורת מערכת כוכבי הלכת הדומה מאוד למערכת הנוכחית.