Na początek przypomnijmy sobie kilka wiadomości z astronomii: Planety powstają mniej więcej w tym samym czasie co ich gwiazda centralna — z tego samego wirującego obłoku pyłowego. Obłok taki składa się głównie z wodoru, 20% helu i około 2% pyłu.
Obłok kurczy się grawitacyjnie, równocześnie rośnie jego prędkość obrotowa, w wyniku czego najczęściej rozpada się na części. Każda z nich tworzy gwiazdę. Tak powstają układy podwójne, potrójne itd. Takie systemy mogą być zbyt mało stabilne by umożliwiały powstawanie planet. Jednakże w 10% przypadków, z szybko wirującego fragmentu obłoku tworzy się pojedyncza gwiazda z układem planetarnym. Obłok rozpłaszcza się w dysk, którego centralne zgrubienie tworzy właśnie tę gwiazdę.
Proces kurczenia się ogrzewa dysk i jego centralne części stają się tak gorące, że wyparowują odrobiny lodu a nawet krzem i żelazo. W samym centrum (jeżeli jest tylko wystarczająco gorące) reakcja termojądrowa powoduje powstanie nowej gwiazdy. Sam dysk jednak powoli stygnie. Cząstki żelaza, krzemu i lodu zderzają się i sklejają tworząc ziarna, które przyciągając się już wzajemnie tworzą planety i satelity. Reszta obłoku ucieka w przestrzeń kosmiczną. Cały ten proces zajmuje od około miliona do dziesiątków milionów lat — niewiele w porównaniu z wynoszącym 4.55 bilionów lat wiekiem układu słonecznego lub 13 bilionów lat naszej galaktyki.
Z najbardziej masywnych obłoków powstają najbardziej masywne gwiazdy, żyjące jednakże najkrócej. Gwiazda o 30-krotnej masie Słońca spala swoje paliwo 150000 razy szybciej wyczerpując je w ciągu około jednego miliona lat w odróżnieniu od Słońca, które będzie istnieć 10 bilionów lat. Gwiazda ciężka może także skończyć jako supernowa, gwiazda neutronowa itp.
Tworzenie planet zależy od temperatury części gazowego obłoku, a to z kolei zależy od odległości planety od gwiazdy centralnej. Wewnętrzna część dysku planetarnego jest zbyt gorąca by utrzymał się lód, tam zatem powstają planety kamieniste — zbudowane z gęstego żelaznego jądra i krzemowego płaszcza powierzchniowego. Dalsze planety są większe lecz mniej gęste, złożone są głównie z gazu i lodu. (Granica między planetami skalnymi i lodowo-gazowymi wyznaczana jest przez promień skraplania lodów. W naszym układzie wynosi 4 J.A. (jednostki astronomiczne — odległość Ziemi od Słońca).
W listopadowym numerze „Creative Computing” z zeszłego roku znalazł się artykuł H. Carlsona p.t. „W poszukiwaniu bliźniaka Ziemi”. Autor prezentuje program umożliwiający prosty sposób przebadania wielu układów planetarnych. Wybieramy masę gwiazdy, której układ chcemy zbadać. Program tworzy — w części losowo
– typowy system planetarny dla tej gwiazdy, korzystając z obecnego rozumienia praw tworzenia się układów planetarnych (są one lepiej poznane dla gwiazd o masie Słońca – M = 1). Systemy tworzone dla gwiazd o innych masach są właściwie losowe. Promienie orbit wyznaczone są ze zmodyfikowanego prawa Titius–Bodego – promienie rosną średnio w postępie geometrycznym na zewnątrz od gwiazdy. Założono, że masa dysku planetarnego jest proporcjonalna do masy gwiazdy centralnej. Uwzględniając odwrotnie kwadratową zależność natężenia światła od odległości od gwiazdy do wyznaczenia promienia skraplania lodu i stosując prawa Keplera można już zbudować układ planetarny. Przekonasz się szybko, że jest bardzo mało planet pasujących do Ziemi pod względem temperatury, siły przyciągania i składu chemicznego. Jeżeli tylko promień orbity jest trochę większy lub mniejszy od ziemskiego to temperatura będzie za niska lub za wysoka. Jeżeli siła grawitacji będzie trochę mniejsza to ucieknie planecie atmosfera, a jeżeli większa to jej skład będzie się znacznie różnił od 80% azotu i 20% tlenu. Te warunki będziesz mógł sprawdzić, jeśli samodzielnie rozszerzysz program. Spróbuj też zakończyć rozpoczętą konstrukcję satelitów. Ich pochodzenie może być dwojakiego rodzaju: mogą powstać z dysków pyłowych krążących wokół dużych gazowych planet (tak jak wokół gwiazdy), lub mogą być wyłapane z przestrzeni kosmicznej.
Jeżeli lubisz chemię, zajmij się składem planety, przejdź do geologii, później do pogody i klimatu. W końcu zastanów się jaki to wszystko ma wpływ na biologię planety. Z pewnością przyda Ci się książka Astronomia Popularna, pod redakcją Stefana Piotrowskiego. Przyślij do nas swój program, opisz jaką przyjąłeś metodykę obliczeń i z jakiej literatury korzystałeś. Dla autorów najciekawszych rozwiązań mamy nagrody.
Prezentowany przez nas program przeznaczony jest na ZX Spectrum, jeśli jednak masz już jakieś doświadczenie, bez trudności zapiszesz go na każdym innym komputerze.
Bajtek
