Nastanek in razvoj osončja je ime za zamisli o tem, kako se je osončje začelo in kako se bo še naprej spreminjalo. Sprejeta ideja je, da je bil pred 4,6 milijarde let na našem območju vesolja zelo velik oblak plina, znan kot meglica. Vse stvari, ki imajo maso, se združujejo ali gravitirajo druga proti drugi. To je ves plin potegnilo proti središču. Sčasoma se je zaradi pritiska v središču dvignila temperatura, tako da so se atomi vodika zlili v helij. Postopek nastanka sončnih sistemov se imenuje meglična teorija.

Vrtenje planetov okoli Sonca in vsakega od njih okoli svoje osi je bilo najprej posledica tega, da je imel prvotni oblak plina na različnih mestih različno gostoto. Vrtenje se je povečalo zaradi krčenja pod vplivom gravitacije (ohranitev energije). Prav tako se je povečala ravnost oblike sončnega sistema. Ko se je krčenje nadaljevalo, je zaradi ohranitve kotnega momenta vrtenje postalo hitrejše. To v veliki meri preprečuje, da bi se plin neposredno akreiral (premikal) na osrednje jedro. Plin se je prisiljen širiti navzven v bližini ekvatorialne ravnine in tvoriti disk, ki se nato akretira na jedro.

Zaradi gravitacije so se atomi v Soncu zelo približali drug drugemu. Iz vse te energije je na koncu nastala naša zvezda: Sonce. Plin, ki je ostal, je večinoma prešel v plinske velikane - znane tudi kot Jovijevi planeti. Kamenje in prah sta se razširila na zemeljske planete, njihove lune, asteroide in vsa druga telesa v Osončju.

Sonce je imelo zaradi svoje ogromne mase (99,86 % celotne mase sončnega sistema) zelo močno gravitacijo. Centrifugalna sila planetov, ki krožijo okoli Sonca, uravnoveša gravitacijsko privlačnost Sonca. Ogromna gostota v njegovem jedru povzroča fuzijsko reakcijo, pri kateri se vodik spreminja v helij s sevanjem toplote, svetlobe in drugih oblik elektromagnetnega sevanja.

Naslednje vprašanje je: če Sonce spreminja vodik v helij, od kod izvirajo vsi drugi elementi? Obstaja samo en možen odgovor: ti višji elementi so prišli iz prejšnjih generacij zvezd. Ogromne supernove, ki so pred milijardami let eksplodirale v bližini mladega Osončja, so proizvedle višje elemente. Ogromne zvezde se v svojem življenjskem ciklu gibljejo veliko hitreje kot manjše zvezde. To je posledica še višjih tlakov in temperatur v njihovi notranjosti v primerjavi s povprečno zvezdo glavnega zaporedja, kot je Sonce.

Umetnikova predstava o meglici, iz katere se je začelo Osončje

Zgodovina ideje

Hipoteza o meglicah, kot so jo poimenovali, je bila prvič postavljena v 18. stoletju. Z njo so se ukvarjali trije možje:

Idejo je prvi dobil Swedenborg, Kant pa jo je razvil v pravo teorijo. Leta 1755 je Kant objavil svojo Univerzalno naravoslovje in teorijo nebes (seveda v nemščini). Trdil je, da se plinasti oblaki, meglice, zaradi gravitacije počasi vrtijo, se postopoma sesedajo in sploščujejo. Sčasoma iz njih nastanejo zvezde in planeti.

Podoben model je neodvisno razvil in leta 1796 predlagal Laplace v svojem delu Exposition du systeme du monde. Menil je, da je imelo Sonce prvotno razširjeno vročo atmosfero po celotnem obsegu Osončja. Njegova teorija je predvidevala krčenje in ohlajanje protosolarne meglice. Ko se je ta ohlajala in krčila, se je sploščila in hitreje vrtela ter odvrgla (ali odvrgla) vrsto plinastih obročev snovi; po njegovem mnenju so iz te snovi kondenzirali planeti. Njegov model je bil podoben Kantovemu, le da je bil bolj podroben in v manjšem merilu. Na žalost je bila Laplaceova različica problematična. Glavni problem je bila porazdelitev kotnega momenta med Soncem in planeti. Planeti imajo 99 % kotnega momenta, tega dejstva pa z megličnim modelom ni bilo mogoče razložiti. Minilo je precej časa, preden je bilo to razumljeno.

Za nastanek sodobne splošno sprejete teorije nastanka planetov - modela sončnega nebularnega diska (SNDM) - je zaslužen sovjetski astronom Viktor Safronov. Njegova knjiga Razvoj protoplanetarnega oblaka ter nastanek Zemlje in planetov, ki je bila leta 1972 prevedena v angleščino, je imela velik vpliv. V tej knjigi so bili formulirani skoraj vsi glavni problemi procesa nastajanja planetov in nekateri od njih rešeni. Safronovove zamisli so bile nadalje razvite. Še vedno je precej vidikov Osončja, ki jih je treba pojasniti.

Čeprav je sprva veljala le za naše Osončje, se zdaj meni, da je SNDM običajen način nastajanja zvezd v celotnem vesolju. Do avgusta 2017 je bilo v naši galaksiji odkritih več kot 3000 zunajosončnihplanetov.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je meglična teorija?

O: Nebularna teorija je proces, s katerim nastajajo sončni sistemi. Pojasnjuje, kako lahko velik oblak plina na nekem območju vesolja gravitacija potegne skupaj in sčasoma nastane zvezda, kot so Sonce in planeti.

V: Kako Sonce pridobiva energijo?

O: Sonce pridobiva energijo s spreminjanjem vodika v helij s fuzijsko reakcijo v svojem jedru, pri čemer se sproščajo toplota, svetloba in druge oblike elektromagnetnega sevanja.

V: Kaj povzroča, da se planeti vrtijo okoli svoje osi?

O: Prvotni oblak plina je imel na različnih mestih različno gostoto, zaradi česar se je vrtel okoli Sonca in lastne osi vsakega planeta. To vrtenje se je povečalo zaradi krčenja pod vplivom gravitacije (ohranitev energije) in ohranitve kotnega momenta.

V: Od kod izvirajo vsi elementi, iz katerih so sestavljeni zemeljski planeti, lune, asteroidi itd.
O: Vsi elementi razen vodika in helija izvirajo iz prejšnjih generacij zvezd, ki so pred milijardami let eksplodirale v bližini našega mladega Osončja - te ogromne supernove so proizvedle višje elemente.

V: Zakaj ogromne zvezde preživijo svoj življenjski cikel veliko hitreje kot manjše zvezde?

O: Ogromne zvezde imajo v primerjavi s povprečno zvezdo glavnega zaporedja, kot je Sonce, v svoji notranjosti še višje tlake in temperature - zaradi tega njihov življenjski cikel poteka veliko hitreje kot pri manjših zvezdah.

V: Kaj je pred približno 4,6 milijarde let povzročilo nastanek našega osončja?

O: Pred približno 4,6 milijarde let je bil v bližini našega območja vesolja velik oblak plina - vse stvari z maso gravitirajo druga proti drugi, zato je ta potegnil ves plin proti središču, dokler ni dosegel dovolj visokega tlaka, da so se vodikovi atomi združili v helij in tako nastala naša zvezda, ki jo poznamo kot Sonce.