Kasautumisteoria

Wikipedia

Kasautumisteoria on johtava aurinkokunnan syntyä selittävä teoria. Sen mukaan alkuauringon ympärille muodostui kaasusta ja pölystä kiekko, jossa pöly vajosi gravitaation ja kaasun viskositeetin vaikutuksesta päiväntasaajan tasoon. Pölystä syntyi planetesimaaleja, komeetan tai pienen asteroidin kokoisia kappaleita, jotka törmätessään pienempiin kappaleisii, pölyyn ja toisiinsa kasautuivat edelleen Kuun ja Marsin kokoisiksi kappaleiksi, tuottaen lopulta protoplaneettoja, joista aurinkokuntamme on muodostunut.

Törmäykset aurinkokunnassa. Lukuisat törmäyskraatterit aurinkokunnassa kertovat väkivaltaisesta synnystä, joka on selitettävissä kasautumisteorian avulla. Kuvassa Asteroidi Gaspra.
Suurenna
Törmäykset aurinkokunnassa. Lukuisat törmäyskraatterit aurinkokunnassa kertovat väkivaltaisesta synnystä, joka on selitettävissä kasautumisteorian avulla. Kuvassa Asteroidi Gaspra.

Kasautumisteorian ongelma on kehityksen aikaskaala, aurinkosumun, tiedetään olleen lyhytikäinen ja kaasun poistuneen nopeasti alkuauringon ympäriltä ydinreaktioiden alettua ja aurinkotuulen voimistuttua. Tällöin jättiläisplaneettojen, kuten Jupiterin ja Saturnuksen syntyyn tarvittava kaasu on poistunut aurinkokunnasta.

Näin on vaikea selittää, miten Jupiter ja Saturnus ehtivät kerätä kaasuvaippansa ennen kuin aurinkotuuli puhalsi kaasun pois. Tämä on aikaskaalaongelma, jonka ratkaisu ei ole täysin selvinnyt mutta on todennäköistä, että jättiläisplaneettojen synty on ollut saanut nopean kasautumisvaiheen jälkeen vauhtia gravitaatioinstabiilisuudeksi kutsutusta prosessista, jossa massiiviset planeetat keräävät itseensä kaasua gravitaation avulla sitä nopeammin mitä massiivisempia ne ovat. Tällöin riittää, että jättiläisplaneetat olisivat saavuttaneet kaasun keräämiseen tarvittavan massan (noin 10 Maan massaa), jonka jälkeen ne olisivat kasvaneet hyvin nopeasti nykyiseen kokoons eikä kaasun poistuminen olisi enää vaikuttanut. Muilta osin teoria selittää Aurinkokunnan piirteet hyvin ja on yleisesti hyväksytty planeettojen syntyä kuvaava teoria.

Kasautumisteorian avulla on mahdollista selittää myös muiden planeettakuntien synty ilman suurempia ongelmia.

[muokkaa] Kasautumisteoriaa tukevat havainnot

Eläinratavalo. Eläinratavalo osoittaa aurinkokunnassa olevan edelleen pölyhiukkasia, joista kasautuminen aikoinaan lähti liikkeelle.
Suurenna
Eläinratavalo. Eläinratavalo osoittaa aurinkokunnassa olevan edelleen pölyhiukkasia, joista kasautuminen aikoinaan lähti liikkeelle.
  • Kertymäkiekon muodostuminen

Kertymäkiekkoja on havaittu lähes jokaisen nuoren tähden ympäriltä joko pölyn aiheuttamasta tähden säteilyn himmenemisestä tai infrapuna-alueella havaitusta infrapuna ylimäärästä (engl. infrared excess), joka viittaa tähden ympärillä olevaa pöly- ja kaasukiekkoon.

  • Pölyn kasautuminen

Laboratoriossa on onnistuttu varmistamaan, että pölyhiukkaset ja suuremmatkin kappaleet (aina senttimetrien kokoluokkaan asti) takertuvat helposti toisiinsa muodostaen suurempia kappaleita ja hiukkasia. Aivan pienimmässä mittakaavassaan kasautuminen on fraktaalista ja hiukkaset suorastaan liimautuvat toisiinsa.

  • Tietokonesimulaatiot

Tietokonesimulaatioiden avulla on varmistettu, että kun useiden metrien tai kilometrien kokoiset kappaleet törmäävät toisiinsa, ne muodostavat vielä suurempia kappaleita, siitäkin huolimatta, että osa kappaleiden aineesta pirstaloituu ja lentää törmäyksen voimasta kauemmas.

  • Havaitut planeettakunnat

Muiden planeettakuntien eli eksoplaneettakuntien havainnoista on saatu viitteitä asteroidivyöhykkeiden olemassaolosta. Myös tämä tukee kasautumisteoriaa, sillä asteroidien muodostumiseen kasautumisteoria on käytännössä ainoa vaihtoehto. Myös oman aurinkokuntamme asteroidivyöhyke ja Kuyperin vyö ovat osoituksia kasautumisteorian oikeellisuudesta, sillä ne edustavat jäänteitä alkuperäisestä pölystä, joka ei vain päässyt, syystä tai toisesta, kasautumaan planeetoiksi asti.

[muokkaa] Katso myös