1.29: Hipótesis Nebular del Origen del Sistema Solar

Hipótesis Nebular del Origen del Sistema Solar

Muchos miles de millones de años antes de la formación del Sistema Solar probablemente hubo varias generaciones de formación estelar y destrucción ocurrieron en nuestra región de la Vía Láctea. Las antiguas explosiones de supernova en el pasado distante produjeron los elementos que observamos hoy en nuestro Sistema Solar (un ejemplo de una explosión de supernova bastante reciente se muestra en la Figura 1.80). La fusión nuclear en estrellas cubre hidrógeno en helio y otros elementos hasta la masa atómica del hierro. Los elementos más pesados que el hierro solo son creados por la energía intensa en las explosiones de supernova. Gas, polvo y otra materia de explosiones anteriores de supernova pasaron a formar parte de una nebulosa (Figuras 1-81). La gravedad condensa gradualmente el material en nebulosas en nuevos sistemas estelares (ver ejemplo en la Figura 1.82).

Figura 1.80. Las supernovas son grandes explosiones que parciales a completas demolen a las estrellas envejecidas, liberando nueva materia y gas para crear una nueva generación de estrellas.	Figura 1.81. Nebulosa, el lugar de nacimiento de las estrellas; algunas se forman a partir de la explosión de otras estrellas más antiguas, algunas miles a millones de veces más grandes que el Sol.	Figura 1.82. Pilares de la Creación, una parte de la Nebulosa Águila en nuestra Galaxia Vía Láctea donde nuevas estrellas se forman y emergen de una nube de gas y polvo, un vivero estelar

Una antigua nebulosa en la Vía Láctea fue el lugar de nacimiento de nuestro Sol y Sistema Solar. Corrientes de material (gases, polvo, asteroides, etc.) bajo la influencia de la gravedad se consolidaron en los proto soles y proto planetas de nuevos sistemas estelares dentro de la nebulosa, uno de los cuales se convirtió en nuestro Sol y Sistema Solar. Debido a que toda la materia está influenciada por la gravedad, la materia dentro de las nebulosas es arrastrada gradualmente hacia áreas con más materia. A medida que la materia se mueve hacia una ubicación con mayor densidad puede quedar atrapada en una corriente que gira alrededor de un centro de materia acumulada que puede convertirse en un sol o un planeta.
• La combinación de gravedad y giro da como resultado la formación de una nube estelar plana en forma de disco con el Proto Sol (o pre Sol) en el centro. La creciente masa y gravedad del Sol agarra la mayor parte de la materia en el Sistema Solar en evolución (Figura 1.83).
• El Sol finalmente gana suficiente masa para que pueda comenzar la fusión nuclear, creando la energía intensa que irradia al espacio.
• La liberación masiva de energía del nuevo Sol calienta la región estelar circundante, combinada con la fuerza del plasma de alta energía (el viento solar) empuja los elementos ligeros (principalmente hidrógeno y helio) fuera de la región interna del Sistema Solar. Como resultado:
• Los planetas internos se forman a partir de la acumulación principalmente de sustancias metálicas y rocosas (polvo). Los materiales de gas más ligeros son empujados a las regiones exteriores del Sistema Solar.
• Planetas más grandes en la parte exterior del Sistema Solar comenzaron a formarse a partir de gases (principalmente hidrógeno) y fragmentos de hielo (H ₂ O, CO ₂ y otros gases).
• El Sol y su Sistema Solar se formaron gradualmente por la atracción gravitacional de materiales dentro de una nebulosa estelar que comenzó hace casi 5 mil millones de años.
• El Sistema Solar en evolución asume una forma plana de disco de gases condensantes y polvo con el Proto Sun (o pre Sun) en el centro. La consolidación de la materia bajo atracción gravitacional hace que la nube nebular circundante se aplane y gire.
• Después de la ignición solar (inicio de las reacciones internas de fusión nuclear del Sol), la intensa energía solar del Sol y el viento solar comienzan a expulsar los gases del Sistema Solar interno.
• Los planetas internos comienzan a formarse a partir de sustancias metálicas y rocosas (polvo).
• Planetas exteriores más grandes comenzaron a formarse a partir de fragmentos de hielo (H ₂ O, CO ₂ y otros).

Figura 1.83. Una breve explicación de cómo el Sistema Solar llegó a ser a través del proceso de evolución estelar.

Proto-Tierra Formada

Estudios de meteoritos y muestras de la Luna sugieren que el Sol y nuestro Sistema Solar (incluidos los protoplanetas) se condensaron y formaron en una nebulosa antes o hace unos 4.56 mil millones de años. Un artículo reciente de Scientific American coloca que la actual edad supuesta de la Tierra tiene alrededor de 4.56 mil millones de años. Actualmente, las muestras más antiguas de muestras de rocas de la Tierra Temprana de la región de Jack Hills de Australia que contienen cristales del mineral circón datan de una edad de aproximadamente 4.4 mil millones de años.

La Tierra también se formó a través de la atracción gravitacional de polvo interestelar, gases, pequeños asteroides y objetos más grandes (planetesimales) dentro del Sistema Solar temprano consolidándose dentro de la nebulosa estelar del Sol y dentro de su cinturón orbital alrededor del Sol.
• Inicialmente, la Tierra era probablemente homogénea en composición, llegando a ser finalmente extremadamente caliente y mayormente fundida en su interior.
• Proto-Tierra probablemente estaba bajo constante bombardeo por asteroides, cometas y polvos y escombros planetarios.
• El pensamiento actual es que la Proto-Tierra creció a un tamaño más grande que la Tierra actual.

Formación del Sistema Tierra-Luna

Proto-Tierra experimentó una gran colisión planetaria que resultó en la formación de la Luna.

Los estudios de las rocas traídas de las Misiones Apolo muestran que la Tierra y la Luna tienen composiciones minerales e isotópicas similares. Tal impacto probablemente vaporizó gran parte de la parte superior de la Proto-Tierra, arrojando gran parte de ella al espacio. La gravedad finalmente consolidó el material en el sistema Tierra-Luna. Esto, y el hecho de que la Tierra tenga un eje inclinado, y la órbita de la Luna no esté en el plano eclíptico, sugieren que la Luna pudo haberse formado a partir de la colisión de otro pequeño objeto del tamaño de un planeta con la Tierra temprano en la historia del Sistema Solar (Figura 1.84). Es esta inclinación al eje de la Tierra la que da lugar a las estaciones ya que orbita al Sol.

La superficie de la Luna muestra una superficie fuertemente cráteres, muchos de los cráteres son masivos en escala. Las maria de color oscuro son regiones en la superficie lunar donde el material fundido inundó la superficie, llenando depresiones creadas por impactos masivos. Las regiones montañosas de color más claro en la Luna son regiones montañosas escarpadas que consisten en paisajes lunares fuertemente cráteres y características tectónicas que se formaron temprano en la historia de la Luna cuando el manto estaba más fundido y material más ligero flotaba a la superficie para cristalizar y formar la corteza lunar. El cráter fue resultado de colisiones de asteroides y cometas, principalmente dentro de los primeros mil millones de años de la historia de la Luna.

Figura 1.84. Proto Tierra colisionando con otro objeto