Prije oko 4,6 milijardi godina, nastanak Sunca označio je početak kolapsa gustog oblaka plina. Ovaj događaj predstavlja temelj za razumijevanje našeg mjesta u svemiru, a znanstvenici već dugi niz godina proučavaju formiranje Sunca te razvoj našeg solarnog sustava.

Naš solarni sustav sastoji se od centralne zvijezde - Sunca, unutarnjeg dijela sa stjenovitim planetima te vanjskog dijela sa plinovitim i ledenim divovima. Međutim, solarni sustav nije uvijek izgledao na ovaj način.

Kako je Sunce nastalo?
Sunčev sustav formirao se kolapsom "guste" goleme molekularne oblake plina i prašine, koja se većinom sastojala od vodika, s malo helija i oko jedan posto težih elemenata. Nakon kolapsa, većina mase se koncentrirala u središte, formirajući Sunce.

Zvijezda je nastavila sa kontrakcijom sve dok nije dostigla svoju konačnu veličinu i gustoću. Spajanje vodika zapalilo je jezgru Sunca, omogućavajući mu da emitira svjetlost i toplinu.

Oko Sunca, preostali materijal - oko 0,5 do jedan posto mase Sunca - stvorio je protoplanetarni disk iz kojeg su kasnije formirani planeti.

Protoplanetarni diskovi, u procesu formiranja planeta, nisu samo teorija - oni su zapravo opaženi, kao što je disk oko HL Taurija, mlade zvijezde s prstenovima i prazninama koje su vjerojatno znakovi formiranja planeta.

Imamo prilično dobru predodžbu o vremenu kolapsa u našem solarnom sustavu jer možemo analizirati prve (ili najstarije) čvrste čestice koje su se kondenzirale iz plina protoplanetarnog diska. Ova detaljna analiza moguća je samo u našem solarnom sustavu, budući da ne možemo izravno prikupljati materijale iz drugih solarnih sustava.

Ovi čvrsti fragmenti, poznati kao inkluzije bogate kalcijem i aluminijem (CAI), pronađeni su u nekim od najstarijih meteorita i datirani su na 4.567,3 milijuna godina. To označava nastanak našeg solarnog sustava i pruža datum za rođenje našeg Sunca.

Tvornice elemenata
Vrlo gusti molekularni oblaci mogu kolabirati pod vlastitom gravitacijom. Međutim, kolaps naše protosolarne magline vjerojatno je bio izazvan perturbacijom od prolaznog udarnog vala eksplodirajuće masivne zvijezde, poznate kao supernova. Taj udarni val dovoljno je komprimirao molekularni oblak da započne njegov kolaps, formirajući centralnu zvijezdu i planetarni disk oko nje.

Dokazi koji podupiru ovu hipotezu nalaze se u izotopskom sastavu nekih kemijskih elemenata u pre-solarnim zrnima. Pre-solarna zrna su sitni minerali silicij-karbida (manji od mikrometra), koji se mogu naći u količinama dijelova po milijunu u nekim meteoritima. Ova pre-solarna zrna imaju izotopske sastave koji se ne mogu objasniti kemijskim ili fizikalnim procesima koji se događaju u našem solarnom sustavu, već su bolje objašnjeni tvorbom tih zrna negdje drugdje.

Izotopski sastav pre-solarnih zrna implicira da su, nakon supernove, ta zrna putovala kroz svemir, i da su zapela u našoj molekularnoj oblačnoj formaciji koja se zatim srušila, zadržavajući ta zrna unutar meteorita koje danas proučavamo.

Koliko je Sunce starije od Zemlje?
Dob od 4,567 milijuna godina pronađena za CAI često se koristi kao dob Zemlje. Međutim, nakon formiranja CAI-a, vjerojatno je prošlo desetci do nekoliko stotina milijuna godina prije nego što se formirala Zemlja. Iako smo vrlo precizno odredili dob našeg solarnog sustava, rasprave još uvijek traju u vezi s dobi našeg planeta Zemlje.

Izazov dolazi iz činjenice da je Zemlja aktivan planet i vrlo je učinkovita u recikliranju i preradi svojih najstarijih stijena, resetirajući njihove geokronološke informacije.

Više od 98 posto mase proto-Zemlje moglo je već biti spojeno do trenutka kada je divovski udarac pogodio proto-Zemlju. Taj divovski udarac dodao je preostala dva posto na Zemlju, a također je doveo do formiranja našeg Mjeseca.

Divovski udarac, koji se dogodio negdje između 70 do 120 milijuna godina nakon formiranja CAI-a, mogao bi pružiti najbolju odredbu za dob Zemlje. Neovisne procjene dobi također se mogu dobiti procjenom vremena kada se solidificirao magmaški ocean Zemlje, posljedica divovskog udara koji je formirao Mjesec.

Studije koje pokušavaju odrediti vrijeme solidifikacije magmaškog oceana daju dobi između 100 i 150 milijuna godina nakon rođenja Sunca.

Nadolazeća potpuna pomrčina Sunca prilika je za svakoga da cijeni čuda našeg solarnog sustava, koji se razvijao oko 4,6 milijardi godina.

Zaista je kozmička slučajnost što se potpune pomrčine Sunca mogu vidjeti na Zemlji: Sunce je otprilike 400 puta veće od Mjeseca, koji je 400 puta bliži od Sunca.

Da ste na Marsu ili Veneri, ne biste bili tako sretni da svjedočite ovom fenomenu!

Original:
Hanika Rizo
Izvanredni profesor, Odsjek za znanosti o Zemlji, Sveučilište Carleton