Каков примерный возраст нашей солнечной системы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Солнечная система состоит из Солнца и объектов, которые движутся вокруг него, удерживаемые гравитационной силой. Объекты, которые окружают Солнце, включают в себя 8 больших планет, карликовые планеты, луну и другие тела Солнечной системы. Другие тела, составляющие Солнечную систему, включают 472 естественных спутника, 707 664 малых планет и 3 406 комет. Солнечная система расположена в локальном межзвездном облаке.

Какой Возраст У Солнечной системы?

Возраст Солнечной системы составляет 4,568 миллиарда лет. Ученые измеряют её возраст, используя радиоактивный распад изотопов, обнаруженных в метеоритах и скалах. Изотопы калия и урана формировались одновременно с солнечной системой. Вывод состоит в том, что возраст пород и метеоритов - это возраст солнечной системы. Однако из-за фактов, что большинство пород были разрушены с течением времени, возраст Солнечной системы в настоящее время измеряется с использованием метеоритов. Это делается с использованием методов радиоактивного датирования для определения того, сколько из изотопов в метеоритах распалось. Таким образом, самые старые метеориты дают возраст Солнечной системы как 4,568 миллиарда лет. Этот возраст можно было бы уточнить в будущем, потому что ученые заявили, что трудно найти камни, которые не были изменены земными тектоническими плитами.

Происхождение Солнечной системы

Солнечная система, как полагают, сформировалась из-за столкновения облака газа и пыли сверхновой звездой. Разрушение вызвало взрыв, который вызвал волны, сжимая пыль и облако. Затем облако начало разрушаться, в то время как гравитационная сила удерживала газ и пыль вместе, образуя Солнечную туманность. Впоследствии облако начало вращаться так быстро, что центр стал более плотным и горячим, чем окружающее. Кроме того, вокруг облака образовался диск пыли и газа. Центр диска был очень горячим, а его края были прохладными. Диск становился все тоньше и тоньше, а частицы склеивались и образовывали скопления. Эти скопления образовали планеты и луну, которые мы знаем сегодня. Со временем облако стало очень жарким и стало звездой, которую назвали Солнцем, и была сформирована Солнечная система.

Будущее Солнечной системы

Поскольку Солнечная система зависит от Солнца для своей энергии, её будущее также связано с солнцем. Будучи звездой среднего возраста, ожидается, что Солнце будет гореть в течение следующих 5 миллиардов лет. Однако в конце этого периода солнце будет использовать весь водород, расположенный в его центре. Ядро будет сжиматься под действием силы тяжести и в результате столкновения атомов гелия и кислорода. Затем солнце набухнет до 100 раз от его нынешнего размера. Оно поглотит Меркурий и Венеру и изменит цвет от желтого до красного. Что касается Земли, если она не будет поглощена солнцем, высокие температуры от солнца сдуют атмосферу. Кроме того, все океаны будут кипеть, и земля больше не сможет поддерживать какую-либо жизнь на ней.

На сегодняшний день физики создали достаточно подробную теорию формирования Солнечной системы. Известен даже ее возраст. Каков же он и как его определили? Считается, что Солнечная система возникла 4,568 млрд лет назад. Погрешность этого значения не превышает 1 млн лет. До Солнечной системы на ее месте существовало огромное газопылевое облако, оставшееся после смерти предыдущего поколения звезд (само Солнце относят к третьему поколению звезд). Из-за действия гравитационных сил частицы облака притягивались друг к другу, в результате чего загорелось Солнце, вокруг которого сформировался протопланетный диск. Из него со временем сформировались планеты и другие небесные тела (спутники, астероид, карликовые планеты) нашей системы.

Как ученые определили возраст Солнечной системы?

Существуют специальные способы, называемые радиоизотопным датированием, которые позволяют определить возраст различных минералов (начиная с момента их кристаллизации). В частности, уран-свинцовый метод основан измерении концентрации изотопов этих металлов. Однако на Земле в результате геологических изменений могли не сохраниться те породы, чей возраст равен земному. Поэтому ученые предпочитают изучать те метеориты, которые падают на Землю, ведь они возникли в одно время с Солнечной системой. Наиболее древним является метеорит Альенде, упавший в Мексике в 1969 г. Его возраст достигает 4,568 млрд лет. Анализ лунного грунта показывает, что наш спутник сформировался 4,51 млрд лет назад, то есть через 60 млн лет после возникновения Солнечной системы.

Важно понимать, что возраст Солнца может быть несколько больше, так как оно зажглось раньше формирования метеоритов и планет. Считается, что наше светило вспыхнуло 4,6 млрд лет назад. Для сравнения – возраст же всей нашей Вселенной оценивается в 13,799 млрд лет.

Солнечная система состоит из Солнца и объектов, которые движутся вокруг него, удерживаясь гравитационной силой. Объекты, которые окружают Солнце, включают в себя 8 больших планет, карликовые планеты, спутники и другие тела Солнечной системы. Другие тела, составляющие Солнечную систему, включают 472 естественных спутника, 707 664 малых планет и 3 406 комет. Солнечная система расположена в локальном межзвездном облаке.

Какой возраст Солнечной системы?

Солнечная система появилась 4,568 миллиарда лет. Ученые определили ее возраст, используя радиоактивный распад изотопов, обнаруженных в метеоритах и породах. Изотопы калия и урана формировались одновременно с Солнечной системой, поэтому ее возраст сопоставим с возрастом комет и пород. Однако из-за того, что большинство пород были разрушены с течением времени, возраст Солнечной системы в настоящее время чаще измеряют с помощью метеоритов. Анализ проводится с использованием методов радиоактивного датирования для определения того, сколько из изотопов в метеоритах распалось. Таким образом, самые старые метеориты имеют возраст 4,568 миллиарда лет. Этот показатель может меняться в будущем, так как ученые говорят, что трудно обнаружить остатки метеоритов, которые не были изменены тектоническими плитами Земли.

Происхождение Солнечной системы

Считается, что Солнечная система сформировалась из-за нарушения в облаке газа и пыли сверхновой звезды, которое вызвало взрыв и волны, сжимающие пыль и облака. Затем облако начало разрушаться, в то время как газ и пыль удерживались вместе гравитационной силой, образуя Солнечную туманность. Впоследствии облако начало вращаться настолько быстро, что его центр стал более плотным и горячим. Кроме того, вокруг облака образовался диск пыли и газа. Центр диска был очень горячим, а его края прохладными. Диск становился все тоньше и тоньше, а частицы склеивались и образовывали скопления. Эти скопления формировали планеты и спутники, которые мы знаем сегодня. Со временем облако стало очень жарким и сформировало Солнце, а также появилась Солнечная система.

Будущее Солнечной системы

Поскольку Солнечная система полагается на Солнце в качестве основного источника энергии, ее будущее также связано с ним. Будучи звездой среднего возраста, ожидается, что Солнце будет гореть в течение следующих 5 миллиардов лет. Однако в конце этого периода солнце будет использовать весь водород, расположенный в его ядре. Ядро начнет сжиматься под действием силы тяжести и в результате столкновения атомов гелия и кислорода. Это приведет к выработке большего количества энергии, чем в настоящее время. Затем Солнце увеличится в 100 раз от его нынешнего размера. Оно поглотит Меркурий и Венеру и изменит цвет от желтого до красного. Что касается Земли, если она не будет поглощена Солнцем, то высокие температуры от звезды выжгут атмосферу. Кроме того, все океаны будут кипеть, и Земля больше не сможет поддерживать какую-либо жизнь.

Представление художника о молодой звезде, окружённой протопланетным диском. У протопланетных дисков, принадлежащих солнцеподобным звёздам, есть множество неизвестных свойств, включая и элементарную сегрегацию различных типов атомов

Миллиарды лет назад, в каком-то забытом уголке Млечного Пути, молекулярное облако, не отличающееся от множества остальных, сжалось и сформировало новые звёзды. Одна из них появилась в относительной изоляции, собирая материал из окружающего её протопланетного диска, который, в итоге, превратился в наше Солнце, восемь планет и всю остальную Солнечную систему. Сегодня учёные заявляют, что Солнечной системе 4,6 млрд лет, плюс-минус несколько миллионов. Но откуда мы это знаем? Равен ли возраст, допустим, Земли и Солнца? Именно это хочет узнать наш читатель:

Откуда нам известен возраст Солнечной системы? Я весьма смутно представляю себе процесс измерения возраста камня с тех пор, как он был жидким, но примерно 4,5 млрд лет назад Тейя столкнулась с протоземлёй, сделав жидким практически всё. Откуда мы знаем, что мы определяем возраст Солнечной системы, а не просто находим десятки новых способов определения даты столкновения с Тейей?

Отличный вопрос, полный нюансов – но наука справится с такой задачей. Вот вам история того, как всё было.

Разрывы, комки материи, спиральные формы и другие асимметрии демонстрируют свидетельства происходящего формирования планет в протопланетном диске вокруг Elias 2-27. Однако какой возраст окажется у различных компонентов системы, которые сформируются в итоге, в общем случае сказать нельзя.

Нам довольно многое известно по поводу возраста и происхождения нашей Солнечной системы. Мы очень многое узнали, наблюдая за формированием других звёзд, изучая удалённые регионы зарождения звёзд, измеряя протопланетные диски, наблюдая за тем, как звёзды проходят различные этапы жизненного цикла, и т.д. Но каждая система развивается по своему, и здесь, в нашей Солнечной системе, через миллиарды лет после появления Солнца и планет остались лишь выжившие объекты.

Изначально все звёзды формируются из предзвёздной туманности, собирающей вместе материю, с объёмным внешним слоем, остающимся холодным, где собираются аморфные силикаты, углеродные компоненты и лёд. Как только в предзвёздной туманности появляется протозвезда, а потом и настоящая звезда, этот внешний материал начинает притягиваться и формировать более крупные комки.

Со временем комки вырастают, перемещаются ближе к центру, взаимодействуют, сливаются, сдвигаются и, возможно, даже выбрасывают друг друга из системы. За промежуток времени от сотен тысяч до миллионов лет после появления звезды появляются и планеты – на космических масштабах это довольно быстро. И хотя, вероятно, в Солнечной системе было множество промежуточных объектов, по прошествии нескольких миллионов лет Солнечная система стала выглядеть очень похоже на то, что мы имеем сегодня.

Но в ней могли быть и очень важные отличия. Тут мог существовать пятый газовый гигант; четыре оставшихся у нас гиганта могли быть гораздо ближе к Солнцу, и затем отодвинуться дальше; и, что самое важное, между Венерой и Марсом, скорее всего, был не один, а два мира: Протоземля и меньший мир размером с Марс, Тейя. Гораздо позже, возможно, через десятки миллионов лет после формирования других планет, Земля и Тейя столкнулись.

Модель ударного формирования постулирует, что тело размером с Марс столкнулось с ранней Землёй, а осколки, не упавшие обратно, сформировали Луну. Земля и Луна, в результате, должны быть моложе остальной Солнечной системы.

Газовые гиганты, обладая гораздо большей массой, чем остальные, смогли удержать водород и гелий (самые лёгкие элементы), существовавшие, когда Солнечная система только начала формироваться; с других миров большую часть этих элементов сдуло. Благодаря слишком большой энергии Солнца и недостаточно сильной для их удержания гравитации, Солнечная система начала принимать известную нам сегодня форму.

Иллюстрация молодой звёздной системы Бета Живописца, в чём-то аналогичной нашей Солнечной системе, во время её формирования. Внутренние миры не смогут удержать водород и гелий, если только не будут достаточно массивными.

Но теперь уже прошли миллиарды лет. Откуда нам известен возраст Солнечной системы? Совпадает ли возраст Земли с возрастом других планет; можем ли мы обнаружить эту разницу?

Плотности разных тел Солнечной системы. Заметьте взаимосвязь между плотностью и расстоянием от Солнца

Это говорит о том, что различные планеты, астероиды, луны, объекты пояса Койпера, и т.п. должны состоять из различных материалов. Тяжёлые элементы периодической таблицы, к примеру, должны в основном присутствовать на Меркурии, а не, допустим, Церере, которая, в свою очередь, должна быть богаче Плутона. Но думается, что универсальным должен быть процент различных изотопов одних и тех же элементов.

При формировании Солнечной системы в ней должен сохраняться определённая пропорция, допустим, углерода-12 к углероду-13 и к углероду-14. У углерода-14 по космическим меркам маленький период полураспада (несколько тысяч лет), поэтому весь доисторический углерод-14 уже исчез. Но углерод-12 и углерод-13 стабильны, и значит, что при обнаружении углерода по всей Солнечной системе у него должно быть одно и то же относительное содержание изотопов. Это касается всех стабильных и нестабильных элементов, и изотопов Солнечной системы.

Количество элементов в сегодняшней Вселенной, измеренное по нашей Солнечной системе

Поскольку Солнечной системе уже миллиарды лет, мы можем искать изотопы с периодами полураспада в миллиарды лет. Со временем эти изотопы будут распадаться, и изучая пропорции продуктов распада по отношению к изначальному оставшемуся материалу, мы можем определить, сколько времени прошло с момента формирования этих объектов. Для этой цели наиболее надёжными элементами будут уран и торий. У урана есть два основных, встречающихся в природе изотопа, U-238 и U-235, и они отличаются продуктами и скоростью распада, однако, находящимися в пределах миллиардов лет. У тория наиболее полезным изотопом оказывается Th-232.

Но самое интересное – лучшее свидетельство возраста Земли и Солнечной системы обнаруживается вовсе не на Земле!

Рисунок художника с изображением столкновения, которое 466 млн лет назад породило множество падающих сегодня метеоритов

На Землю падало достаточно много метеоритов, и мы измерили и проанализировали их состав по элементам и изотопам. Главным образом мы наблюдаем за свинцом: отношение Pb-207 к Pb-206 меняется со временем из-за распада U-235 (что приводит к появлению Pb-207) и U-238 (откуда появляется Pb-206). Расценивая Землю и метеориты как части одной развивавшейся системы – то есть, что отношения количества изотопов в них должны быть одинаковыми – мы можем посмотреть на самые старые из найденных на Земле свинцовых руд, чтобы подсчитать возраст Земли, метеоритов и Солнечной системы.

Это довольно неплохая оценка, дающая нам цифру порядка 4,54 млрд лет. Погрешность оценки не превышает 1%, но это всё же неопределённость размером в десятки миллионов лет.

Метеорный дождь Леониды 1997 года, вид из космоса. Когда метеоры сталкиваются с верхней частью атмосферы Земли, они сгорают и порождают яркие чёрточки и вспышки света, которые мы связываем с метеорными дождями. Иногда падающий камень оказывается достаточно большим, чтобы достичь поверхности, и становится метеоритом.

Но мы можем поступить лучше, чем просто собрать всё вместе! Конечно, это даёт хорошую общую оценку, но мы думаем, что Земля и Луна моложе метеоритов.

Мы можем изучить самые старые метеориты, или те, что демонстрируют наиболее крупное отношение изотопов свинца, чтобы попробовать оценить возраст Солнечной системы. Мы получим цифру в 4,568 млрд лет.
Мы можем изучить лунные камни, не подверженные геологическим изменениям, какие проходили на Земле. Их возраст составляет 4,51 млрд лет.

Существуют места, где U-235 обогащён на 6% больше типичного значения. Согласно Грегори Бреннеке:

С 1950-х, или даже ещё раньше, никто не мог обнаружить разницы в пропорциях урана. Теперь мы смогли найти небольшие различия. И это была проблемой для нескольких людей в области геохронологии. Чтобы точно сказать, что нам известен возраст Солнечной системы на основании возраста камней, они обязательно должны совпадать друг с другом.

Но два года назад было обнаружено решение проблемы: ещё один элемент играет свою роль. Кюрий, элемент более тяжёлый и с меньшим периодом полураспада, чем даже плутоний, при распаде превращается в U-235, что объясняет эти различия. В результате погрешность [определения возраста] составляет всего несколько миллионов лет.

Протопланетные диски, из которых, как считается, формируются звёздные системы, со временем соберутся в планеты, как на рисунке. Важно понять, что центральная звезда, отдельные планеты и оставшийся изначальный материал (который, к примеру, может превратиться в астероиды), могут отличаться по возрасту на десятки миллионов лет.

Так что, в целом, мы можем сказать, что старейший из известных нам в Солнечной системе твёрдых материалов датируется 4,568 млрд лет, с погрешностью в 1 млн лет. Земля и Луна примерно на 60 млн лет моложе, они приняли свою окончательную форму позже. Кроме того, мы не можем узнать это, изучая только Землю.

Но Солнце, как ни удивительно, может быть немного старше, поскольку его появление должно предшествовать появлению твёрдых объектов, составляющих остальные компоненты Солнечной системы. Солнце может быть на десятки миллионов лет старше самых старых камней Солнечной системы, возможно, приближаясь к отметке в 4,6 млрд лет. Главное – искать все ответы за пределами Земли. По иронии, это единственный способ точно узнать возраст нашей собственной планеты!

Читайте также: