ทำไมดาวเคราะห์และดาวเทียมในระบบสุริยะจึงดูแตกต่างกันอย่างมากถ้าพวกมันมาจากสสารเดียวกันมากหรือน้อย?

ก่อนดาวเคราะห์ เรามีปรอทซึ่งเป็นหินไม่มีบรรยากาศ แต่แล้วเราก็มีดาวศุกร์ซึ่งแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: บรรยากาศหนาร้อนมากและมีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยา จากนั้นโลก - ฟ้าเต็มไปด้วยน้ำ ดาวอังคารตรงกันข้าม: สีแดงไม่เหมือนอะไรเลย ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ค่อนข้างคล้ายกัน จากนั้นดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนก็มีสีที่คล้ายกัน แต่ก็ยังคงมีสีที่แตกต่างกันและยังมีสีที่ต่างจากดาวก๊าซยักษ์ทั้งสอง

ในทางกลับกัน: ดาวเทียม ลองวิเคราะห์ดาวเทียมของดาวพฤหัสและดาวเสาร์

แกนีมีดและคาลลิสโตมีลักษณะคล้ายกัน แต่ต่อมาในยุโรปตรงกันข้ามทั้งหมด: เป็นน้ำแข็งอย่างสมบูรณ์ แล้วไอโอก็มีอะไรที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง: สีเหลืองอย่างน่าทึ่ง

ดวงจันทร์ของดาวเสาร์: ส่วนใหญ่เป็นหิน แต่แล้วก็มีบางสิ่งที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง: ไททันที่มีชั้นบรรยากาศหนาเหมือนไม่มีดาวเทียมดวงอื่นและมหาสมุทรมีเธนเหลว

หากในระหว่างการก่อตัวของระบบสุริยะมีดิสก์สสารก่อกำเนิดดาวเคราะห์เกิดขึ้นมันจะไม่เป็นเนื้อเดียวกันและทำให้เกิดดาวเคราะห์ที่มองคล้ายกันหรือไม่? ฉันเข้าใจว่าดาวก๊าซยักษ์ไม่สามารถดูเหมือนดาวเคราะห์หิน แต่ทำไมถึงมีความแตกต่างระหว่างดาวเคราะห์หินขนาดเดียวกัน ได้รับมีอุณหภูมิแตกต่างกันอย่างดุเดือดทั่วทั้งระบบสุริยะขึ้นอยู่กับระยะทางจากดวงอาทิตย์ซึ่งอาจอธิบายความแตกต่างบางอย่าง

แต่สิ่งที่ฉันไม่เข้าใจเป็นพิเศษคือความแตกต่างระหว่างดาวเทียม ถ้าบอกว่าดาวพฤหัสมีดิสก์ของสสารที่โคจรอยู่ซึ่งในที่สุดก็ก่อตัวขึ้นเป็นดาวเทียมอย่างน้อยก็ไม่น่าจะเป็นดิสก์ที่ "อยู่ในท้องถิ่น" รอบ ๆ ดาวเคราะห์ที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่อย่างไรก็ตามมันพัฒนาเป็นดาวเทียมที่แตกต่างกันอย่างดุเดือด ตัวอย่างเช่นสิ่งที่ "สีเหลือง" กระจุกตัวอยู่กับไอโออย่างไรและไม่กระจายไปทั่วดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีอย่างเท่าเทียมกัน?

คำถามนี้สามารถแยกออกเป็นสองส่วน สำหรับดาวเคราะห์และดาวเทียม

ความหลากหลายของดาวเคราะห์สะท้อนส่วนต่าง ๆ ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมีของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ เรารู้ว่ารังสียูวีจากดวงอาทิตย์สามารถแยกโมเลกุลที่ซับซ้อนหรือแม้แต่สิ่งที่ง่ายมากออกไป ตัวอย่างเช่นเมื่อรังสียูวีแยกโมเลกุลของน้ำผลที่ได้ก็คือไฮโดรเจนและอะตอมของออกซิเจน เนื่องจากไฮโดรเจนมีน้ำหนักเบามากจึงสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายในกระแสลมของดาวฤกษ์ ดังนั้นน้ำเพื่อรักษาตัวอย่างถ้าใกล้กับดวงอาทิตย์อาจถูกแยกออกจากกันและหมดลงจากพื้นที่ของดิสก์ แต่เหนือ"หิมะบรรทัด"รังสียูวีจากดวงอาทิตย์อ่อนแอมากจนไม่สามารถเกิดขึ้นได้บ่อยและโมเลกุลของน้ำ (ซึ่งหนักมากเมื่อเทียบกับอะตอมไฮโดรเจนเดี่ยว) อยู่ที่นั่น สิ่งนี้อธิบายการแบ่งแยกขั้วระหว่างดาวเคราะห์ทั้งภายในและภายนอกในแง่ของปริมาณน้ำและถึงขั้นตอนแล้วกระบวนการบางอย่าง (เช่นการระดมยิงปลายสาย ) อาจเพิ่มน้ำเข้าไปในห้อง (ตามที่เกิดขึ้นบนโลก) แต่เหตุผลนี้ไม่เพียง แต่สำหรับน้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, แอมโมเนีย, มีเธนและ hundreths ของโมเลกุลต่าง ๆ เท่านั้นที่มี "สายน้ำค้างแข็ง" ของตัวเอง ใกล้กับดวงอาทิตย์คาร์บอนไม่สามารถมีเธนเป็นก๊าซระเหยที่ถูกผลักออกไปอย่างรวดเร็ว แต่ในบางส่วนของก๊าซมีเทน AUs สามารถอยู่ในสภาวะที่เสถียรและยังสามารถควบแน่นเป็นหยดของเหลวได้

ทั้งหมดนี้เพียงเพื่อบอกว่าดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันในแง่ขององค์ประกอบทางเคมีและไม่ใช่ homogenoeus ในแง่ของความหนาแน่นหรือความดัน การไล่ระดับสีตามเทอมและสารเคมีทั่วเนบิวลาทำให้เกิดความหลากหลายและความซับซ้อนสำหรับระบบดาวเคราะห์ทั้งหมด

ที่นี่คุณมีไดอะแกรม beutifull แสดงให้เห็นว่าสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันสามารถควบแน่นในอุณหภูมิและความดันที่แตกต่างกันบนดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์

นอกจากนี้การมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่มีพลังใกล้กับดวงอาทิตย์มากขึ้น (หมายถึงการสลายสามารถเกิดขึ้นได้บ่อยขึ้นและเป็นเรื่องยากสำหรับดาวเคราะห์ที่จะเติบโตขนาดใหญ่) ในขณะที่ในพื้นที่รอบนอกดาวเคราะห์สามารถเพิ่มมวลด้วยความสม่ำเสมอเนื่องจากชนกับดาวเคราะห์อื่น ๆ ความเร็วสัมพัทธ์ต่ำกว่า (เนื่องจากว่าวงโคจรที่คล้ายกันสองวงมีความแตกต่างในช่วงเวลาที่ใหญ่ขึ้นเมื่อคุณเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นและมีความเร็วสัมพัทธ์มากขึ้น) ถ้วยนี้มีปฏิสัมพันธ์กับความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์น้อยและดิสก์ยุคแรก (ดูการย้ายถิ่นของดาวเคราะห์และแบบจำลองที่ดีฯลฯ .. ) อนุญาตให้มีอัตราการสะสมที่แตกต่างกันและการเพิ่มขึ้นของวัสดุที่มีองค์ประกอบต่างกันของสิ่งที่พบในสถานที่ดั้งเดิมของการก่อตัวของดาวเคราะห์เฉพาะ นอกจากนี้ยังช่วยรักษาความหลากหลายของมวลดาวเคราะห์

ความหลากหลายในมวลของดาวเคราะห์เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่มีขนาดใหญ่กว่าเมื่อดาวเคราะห์วิวัฒนาการในเวลาและแตกต่างจากสภาวะเริ่มต้น ดาวเคราะห์หินขนาดเล็ก (เมอร์คิวรี่) อาจมีความร้อนติดอยู่น้อยกว่าดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่า (โลก) เนื่องจากพลังงานที่เล็กกว่าที่ปล่อยออกมาจากอัตราการสะสมเพิ่มขึ้น ดังนั้นมันอาจจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและสนามแม่เหล็กเนื่องจากการตกแต่งภายในที่ละลายไม่สามารถเกิดขึ้นได้ การขาดสนามแม่เหล็กช่วยให้อนุภาคที่มีประจุจากลมสุริยะสามารถกัดกร่อนชั้นบรรยากาศของคุณโดยการสปัตเตอร์. แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์เช่นโลกมวลขนาดใหญ่ได้นำไปสู่การตกแต่งภายในที่หลอมละลายซึ่งในทางกลับกันก็สร้างสนามแม่เหล็กที่คงอยู่นานนับพันล้านปีในดาวอังคารมันกินเวลานาน แต่ตอนนี้เกือบจะหายไปแล้ว บนโลกความกดอากาศของบรรยากาศนำไปสู่การกัดกร่อนทางเคมีทุกประเภทและปรากฏการณ์ นอกจากนี้ยังมีการตกแต่งภายในที่ละลายควบคู่ไปกับองค์ประกอบทางเคมีและความหนาของเปลือกโลกทำให้กลไกที่เรียกว่าแผ่นเปลือกโลกของแผ่นเปลือกโลก เปลือกโลกไม่สามารถเกิดขึ้นได้บนดาวศุกร์เนื่องจากเปลือกโลกนั้นไม่หนา (เนื่องจากองค์ประกอบที่แตกต่างกัน) และดังนั้นจึงไม่แตกในส่วนของแผ่น แต่เพียงแค่เปลี่ยนรูปและพับในพฤติกรรมที่ซับซ้อนซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของดาวศุกร์

การชนกับดาวเคราะห์โลกสามารถเปลี่ยนวิวัฒนาการในอนาคตของดาวเคราะห์ที่คล้ายกันได้ ดาวศุกร์น่าจะคล้ายกับโลกมาก (มีมวลใกล้เคียงกันมีองค์ประกอบที่คล้ายกันมากและไม่แตกต่างจากอุณหภูมิเท่าที่คิด) แต่เส้นทางของพวกมันแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเมื่อเปลือกโลกบนโลกรีไซเคิลโลก lithosphere และวีนัสคาร์บอนไดออกไซด์ และเนื่องจากโลกมีการปะทะกันกับดาวเคราะห์ดวงอื่นที่มีดวงจันทร์ของเราเราเป็นใครกันโคลงเชิงกลในขณะที่การชนแบบสุ่มกับวีนัส (ด้วยพารามิเตอร์ผลกระทบที่แตกต่างกัน) นำไปสู่การหมุนช้ามากและยาวนาน อีกต่อไปวันหมายถึงฉนวนที่แตกต่างกันและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของดาวเคราะห์อย่างมาก ในวันที่ดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกับโลก แต่เนื่องจากมันมีขนาดเล็กลงและบรรยากาศได้หายไปหลายสิ่งหลายอย่างแตกต่างจากโลกมาก นอกจากนี้

เมื่อต้องการดูว่าวิวัฒนาการของวัตถุดาวเคราะห์สองชนิดนั้นแตกต่างกันเพียงแค่ทำให้มวลแตกต่างกันดูที่ดวงจันทร์ของเรา มันมีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกัน (เป็นอันที่จริงจากโลก) โดยพื้นฐานแล้วมันอยู่ในระยะทางเดียวกับดวงอาทิตย์เหมือนกับโลกมันอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมระหว่างดาวเคราะห์ดวงเดียวกัน (รังสีดวงอาทิตย์เดียวกันลมสุริยะอัตราผลกระทบ ฯลฯ ) .) และยังแตกต่างอย่างสิ้นเชิง นี่คือทั้งหมดเนื่องจากมวล! ดวงจันทร์ไม่สามารถรักษาบรรยากาศที่มีขนาดใหญ่เช่นเดียวกับโลกเพราะมันมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า อุณหภูมิเดียวกันสำหรับชั้นบรรยากาศของเรานั่นหมายความว่าอนุภาคถึงความเร็วในการหลบหนีได้อย่างง่ายดายและเริ่มที่จะหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงที่อาศัยอยู่ ไม่มีบรรยากาศไม่ใช่ความร้อนภายในดวงจันทร์ไม่มีการกัดเซาะเกือบทุกประเภทในการวิวัฒนาการหลายพันล้านปี กระบวนการพังทลายของโลกทำให้ความหลากหลายของการก่อตัวทางธรณีวิทยาเพื่อระเบิดเมื่อเปรียบเทียบกับที่พบบนดวงจันทร์ แม้ตอนนั้นดวงจันทร์ก็มีลักษณะเฉพาะและคุณสมบัติแบบไดนามิกที่ไม่เหมือนใคร

ตอนนี้เรากำลังเข้าใกล้คำถามดาวเทียมมากขึ้น ในความเป็นจริงพวกเขาควรมีลักษณะเกือบเหมือนกันเนื่องจากพวกเขาถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่คล้ายกันมากในสภาพที่คล้ายกันมาก และแน่นอนเราเชื่อว่าดวงจันทร์ในตอนแรกมีลักษณะคล้ายกันมาก (ตัวอย่างเช่นดวงจันทร์ 4 ดวงของกาลิลี) แต่ไอโอใกล้กับดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์อื่น ๆ ก็มีปฏิกิริยากับมันในลักษณะที่กระบวนการทางธรณีวิทยาแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง น้ำและสารระเหยระเหยอย่างรวดเร็วในขณะที่มันร้อนขึ้นโดยแรงคลื่นจากดาวพฤหัสบดี กองกำลังน้ำขึ้นน้ำลงเหล่านี้ไม่แข็งแรงในยูโรปาเนื่องจากมันอยู่ห่างออกไปมากขึ้นดังนั้นมันจึงละลายเฉพาะส่วนของเปลือกแข็ง creatin ในน้ำแข็งที่คล้ายกับแผ่นเปลือกโลกของแผ่นเปลือกโลก วิวัฒนาการของดาวเทียม เอนเซลาดัสยิงไอพ่นเนื่องจากคลื่นยักษ์และการสั่นพ้องของวงโคจรกับดวงจันทร์อื่น ๆ ดวงจันทร์บางดวงเช่น Japeto มีพื้นผิวสองสีเนื่องจากวัสดุที่ถูกพ่นโดย enceladus เชื่อมโยงไปถึงด้านใดด้านหนึ่งของมัน ดวงจันทร์บางดวงเช่นไทรทันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับสิ่งอื่นเพราะมันก่อตัวขึ้นในภูมิภาคอื่นของระบบสุริยะและต่อมาถูกดักจับด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ (ดาวเนปจูนในกรณีนี้)

อย่างที่ฉันเคยพูดไปแล้ว บรรยากาศ (ความหนาแน่นองค์ประกอบและความดัน) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับมวลของดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์ ดูกราฟนี้:

มันแสดงให้เห็นความเร็วของโมเลกุลก๊าซที่สัมพันธ์กับอุณหภูมิของก๊าซ สำหรับโมเลกุลก๊าซอุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้นจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น ในดาวเคราะห์ที่มีมวลต่ำความเร็วในการหลบหนีจะน้อยกว่าหนึ่งที่มีมวลมากกว่า ดังนั้นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ (ที่อุณหภูมิสูงกว่า) จำเป็นต้องมีขนาดที่ใหญ่กว่าถ้ามันต้องการรักษาโมเลกุลของก๊าซในบรรยากาศเหมือนดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไป (เย็นกว่า) คุณสามารถเห็นได้ว่าทำไมบรรยากาศของโลกจึงสามารถดักจับและกักเก็บน้ำ, oxigen, คาร์บอนไดออกไซด์, แอมโมเนีย, มีเธนไนโตรเจนและก๊าซอื่น ๆ ในขณะที่มันไม่สามารถดักจับไฮโดรเจนและฮีเลียม (เพราะมันเบากว่าและอุณหภูมิเดียวกัน จำเป็นต้องหลบหนี Earth) ในขณะเดียวกันดวงจันทร์ซึ่งมีความร้อนเท่ากันมาจากดวงอาทิตย์เหมือนกับโลกเนื่องจากมีมวลน้อยกว่าจึงไม่สามารถเก็บก๊าซได้เกือบทุกชนิด (เช่นซีนอนนิดหน่อย) ไททันเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่ดังนั้นมันจึงสามารถรักษาโมเลกุลของก๊าซได้หลายอย่างเช่นไนโตรเจนและออกซิเจน (ซึ่งในทางกลับกันก็ทำให้ความดันสูงพอที่จะกักเก็บสารระเหยเช่นมีเธนไว้ในรูปของเหลวบนพื้นผิว) แต่ทำไมแกนีมีดไม่ได้มีบรรยากาศแบบเดียวกับไททันถ้าพวกมันมีขนาดเท่ากัน? เนื่องจากแกนิมีดอยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์อุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้นหมายความว่าโมเลกุลจะเคลื่อนที่เร็วกว่าและทำให้พวกมันหลบหนีได้อย่างง่ายดาย

ในขณะที่คุณสามารถเห็นกระบวนการที่ซับซ้อนของบรรยากาศของดวงจันทร์หรือดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงทุกอย่าง (การกัดเซาะกระบวนการรีไซเคิลการกัดกร่อนของสารเคมี ฯลฯ ) และความหลากหลายในชั้นบรรยากาศนั้นมาจากความหลากหลายของมวลและระยะทางสู่ดวงอาทิตย์

ฉันคิดว่าระบบสุริยจักรวาลเป็นระบบที่ไม่เป็นระเบียบมีความเป็นไปได้ทางธรณีวิทยาเคมีและอื่น ๆ ... ความโกลาหลหมายถึงความแตกต่างเล็กน้อยในสภาวะเริ่มต้นระบบจะพัฒนาในสภาวะที่แตกต่างกันอย่างมาก ดาวเคราะห์และดวงจันทร์อาจเริ่มเป็นวัตถุที่คล้ายกัน แต่ประวัติศาสตร์และพลวัตที่วุ่นวายของระบบได้พัฒนาไปสู่สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ไม่เพียงแค่นั้น แต่ความจริงก็คือดาวเคราะห์ไม่ได้เริ่มต้นเท่ากัน แต่แตกต่างจากการเริ่มต้นมากดังนั้นวีนัสที่ห่างไกลมากแค่ไหนที่ดาวศุกร์กลายเป็นไททันหรือไอโอที่จะกลายเป็นโลก

นอกจากนี้ยังมีกระบวนการและเงื่อนไขที่เหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับความแตกต่าง ตัวอย่างเช่น: โลกมีพลวัตมากในขณะที่ Mars, Venus, Mercury, Moon และอื่น ๆ ไม่ได้ทั้งหมด ทำไม? เพราะน้ำบนโลกสามารถมีอยู่ได้ใน 3 สถานะที่แตกต่างกันของสสาร เราสามารถหาน้ำของเหลวไอน้ำและน้ำแข็งในภูมิภาคและฤดูกาลที่แตกต่างกัน และนั่นเป็นเพราะโลกอยู่ที่อุณหภูมิเฉลี่ยและบรรยากาศมีแรงดันที่ถูกต้องที่จะอนุญาต สภาพของโลกอยู่ใกล้กับจุดสามจุดของน้ำ (ซึ่งทั้งสามรัฐอยู่ร่วมกัน) นั่นคือสาเหตุที่เรามีวัฏจักรของน้ำบนโลกด้วยแม่น้ำและ glaciars ที่กัดเซาะภูมิทัศน์และเมฆที่ควบคุมสภาพภูมิอากาศ

ดาวอังคาร, วีนัส, เมอร์คิวรี่ทุกคนมีอุณหภูมิและความดันไม่สามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียง แต่ในน้ำเท่านั้น คุณจะรู้ว่าสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้? บนพลูโต! นี่เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมากพลูโตแสดงภูมิประเทศและลักษณะทางธรณีวิทยาที่หลากหลายซึ่งเกินความคาดหมายทั้งหมด ตอนนี้เรารู้แล้วว่านี่เป็นเพราะพลูโตเป็นพลวัตอย่างมาก (เหมือนโลก) และกระบวนการพังทลายและสารเคมีทางภูมิศาสตร์สามารถเกิดขึ้นได้มากมาย แต่นี่ไม่ใช่เพราะน้ำ (เนื่องจากดาวพลูโตมีแรงดันต่ำและอุณหภูมิต่ำ) แต่เนื่องจากไนโตรเจนและ นีออน! ดาวเคราะห์ทั้งสองมีจุดสามจุดภายในเงื่อนไขของดาวพลูโตและทำให้แม่น้ำนีออน, ไนโตรเจน glaciars และเฮซเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์แคระนี้

เป็นคำถามที่น่าสนใจอย่างแน่นอน กฎหมายของธรรมชาติช่างเหลือเชื่อเหลือเกินแม้แต่ในหมู่พี่น้อง ฉันสงสัยว่าดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อื่น ๆ นั้นน่าจะเป็นอย่างไรวิหารแบบง่ายๆของเราของจูปิเตอร์ร้อนมินิเนปจูนซูเปอร์เทอรัส ฯลฯ ... นั้นเป็นแบบดั้งเดิมและ จำกัด สิ่งมหัศจรรย์รอเราอยู่ในจักรวาลที่ซับซ้อนและหลากหลายนี้อยู่นอกเหนือความเข้าใจของเรา