Klikkaa kuvaa!Professori Karri Muinonen esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli 18.1.2011 vuorossa professori Karri Muinonen, jonka aiheena oli aurinkokunnan synty ja kehitys. Esitelmä oli Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Helsingin yliopiston Avoin yliopisto rahoitti esitelmän. Esitelmällä oli 61 kuulijaa.
Klikkaa kuvaa!
Professori Karri Muinonen esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Aurinkokuntaa tarkasteltiin esitelmässä erityisesti dynamiikan näkökulmasta Nizzan mallin pohjalta. Kyseinen malli onnistuu selittämään aurinkokunnan nykyisen rakenteen paremmin kuin aiemmat mallit ja siihen sisältyy mm. mahdollisuus jättiläisplaneettojen järjestyksen muutoksiin. Mallilla on myös haasteensa kuten Jupiterin troijalaiset asteroidit.
Karri Muinonen on tähtitieteen professori erikoisalanaan planetaarinen tähtitiede ja geodesia. Hän toimii Helsingin yliopiston Fysiikan laitoksella ja Geodeettisella laitoksella.
Johdanto
Aurinkokunta syntyi 4,6 miljardia vuotta sitten jättiläismäisen tähtienvälisen molekyylipilven pienen osan romahtaessa painovoiman vaikutuksesta. Suurin osa massasta kerääntyi keskustaan muodostaen Auringon. Jäljelle jäänyt aine litistyi protoplanetaariseksi kiekoksi, josta planeetat, kuut, asteroidit, komeetat, kääpiöplaneetat ja muut planeettakunnan kohteet muodostuivat.
Aurinkokunnan synnyn nebulaarihypoteesin esittivät 1700-luvulla Emanuel Swedenborg, Immanuel Kant ja Pierre-Simon Laplace. Aurinkokeskinen järjestelmä ja siten aurinkokunnan olemassaolo hyväksyttiin laajalti vasta 1600-luvun lopulla. Nebulaarihypoteesin kehitys on ollut monitieteinen (mm. tähtitiede, fysiikka, geologia, planeettatiede).
Hypoteesia ovat kyseenalaistaneet mm. avaruustutkimus 1950-luvulta ja muiden planeettakuntien löytö 1990-luvulta lähtien. Suurin ongelma on ollut Auringon vähäisen liikemäärämomentin selittäminen suhteessa planeettoihin. 1980-luvulta varhaisten tähtien tutkimus on tukenut nebulaarihypoteesia: kylmät kaasu- ja pölykiekot tähtien ympärillä.
Klikkaa kuvaa!
Prof. Muinosen esitelmää kuunteli yli 60 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.
Aurinkokunta nyt
Aurinkokunnan massasta 99,9 prosenttia on sen keskustähdessä, Auringossa. Aurinkokuntaan kuuluu kahdeksan planeettaa, jotka jakautuvat kivisiin maankaltaisiin planeettoihin sekä jättiläisplaneettoihin, jotka ovat suurimmaksi osaksi nestettä.
Planeettoja kiertää suuri joukko kuita.
Kaikkien jättiläisplaneettojen ympärillä on renkaita, joista
Aurinkokunnassa on lisäksi kääpiöplaneettoja, asteroideja ja komeettoja sekä interplanetaarista pölyä ja kaasua.
Aurinkokunnan kehitysvaiheet
Aurinkokunta on kehittynyt huomattavasti syntynsä jälkeen. Useita kuita on muodostunut planeettoja kiertävistä pöly- ja kaasukiekoista, useita kuita on siepattu ja mm. Maan Kuu on muodostunut jättiläismäisen törmäyksen tuloksena.
Törmäyksiä tapahtuu edelleen ja ne ovat olleet keskeisiä aurinkokunnan kehityksessä. Planeetat ovat usein siirtyneet ja todennäköisesti vaihtaneet järjestystäänkin. Planeettojen vaellus on liittynyt läheisesti koko aurinkokunnan kehitykseen.
Auringon kehityksen ymmärtäminen vaati sen energialähteen selvittämisen. A. S. Eddington keksi Albert Einsteinin suhteellisuusteorian vahvistamisen yhteydessä, että Auringon energia syntyy vety-ydinten fuusiosta heliumiksi sen ytimessä. Hän ehdotti, että muutkin alkuaineet muodostuisivat tähdissä. Fred Hoyle esitti, että punaiset jättiläiset tuottivat vetyä ja heliumia raskaampia alkuaineita, jotka punaisista jättiläisistä kierrätettäisiin muihin tähti- ja planeettajärjestelmiin.
Klikkaa kuvaa!
Kuu ja Maa Voager-1 -luotaimen kuvaamana. Kuva NASA.
Tähdet elävät ja kuolevat tuottaen raskaita alkuaineita tähtienväliseen aineeseen, josta aurinkokunta muodostui. Sitten supernovaräjädys laukaisi aurinkokunnan syntyprosessin. Aurinkoa edeltävä sumu muodostui ja alkoi romahtaa. Aurinko alkaa muodostua ja siitä tuli T Tauri -vaiheen varhaistähti. Ulommat planeetat muodostuivat. Lopussa protoplanetaarinen kiekko on puhallettu pois ja muodostuminen loppunut. Maankaltaiset planeetat ja Kuu muodostuivat. Tapahtui massiivisia törmäyksiä. Vesi tuli Maahan törmääjien mukana pääasiassa asteroidien päävyöhykkeen ulko-osista. Kaikki tämä kesti noin 100 miljoonaa vuotta.
Auringosta tuli pääsarjan tähti, jonka ytimessä vety yhtyy heliumiksi. Jupiterin ja Saturnuksen kiertoaikojen 2:1 resonanssi siirsi Neptunuksen ulos Kuiperin vyöhykkeelle. Kun Maa oli vajaan miljardin vuoden ikäinen, ensimmäiset merkit elämästä ilmestyivät.
Nykyään Aurinko on pääsarjan tähti, joka jatkuvasti pikkuhiljaa suurenee ja kirkastuu. Pikkuhiljaa elämänkehä siirtyy Maan radan ulkopuolelle kohti Marsin rataa.
Auringon vetyvarastot loppuvat yli viiden miljardin vuoden kuluttua ja se kehittyy punaiseksi jättiläiseksi. Se on silloin paljon kirkkaampi, suurempi ja viileämpi. Merkuriuksen, Venuksen ja kenties Maankin se on nielaissut. Lopuksi Aurinko puhaltaa ulommat kerroksensa pois (se on silloin planetaarinen sumu) ja jäljelle jää pieni valkoinen kääpiö. Se ei enää tuota energiaa; se viilenee ja himmenee ja muuttuu mustaksi kääpiötähdeksi.
Seppo Linnaluoto