Mielőtt világok, óceánok vagy akár szilárd talaj létezett volna, valami sokkal kevésbé lenyűgöző dolog volt: egy felhő. Egy hatalmas, hideg gáz- és porkeverék, amely az űrben sodródott. Se kontinensek, se légkör, se élet – csupán apró részecskék lebegtek a sötétben. Ebből a szerény kezdetből egész naprendszerek épültek fel!
Ennek az átalakulásnak a megértése az ESA Plato-misszióját alátámasztó tudomány egyik kulcsfontosságú eleme. Más csillagok körül keringő bolygók tanulmányozásával a Plato segít a tudósoknak nem csupán a Galaxisunkban található bolygók térképét összeállítani, hanem azt is megérteni, hogy egyáltalán hogyan keletkeznek.
Első lépés: egy csillag születése
Minden azzal kezdődik, hogy egy hatalmas gáz- és porfelhő egy része saját gravitációja hatására összeesik. Ahogy összezsugorodik, egyre gyorsabban forog, és korong alakúra lapul, mintha egy pizzatésztát pörgetnének a levegőben. Amikor elegendő anyag gyűlik össze a közepén, egy csillag kialakul. Körülötte továbbra is ott marad egy kavargó gáz- és porkorong. Ezt protoplanetáris korongnak nevezik, ami annyit jelent, hogy bolygóképző korong. Ez az a csillag körüli terület, ahol a bolygók születnek.
Második lépés: a portól a kavicsokig
Kezdetben a korongot mikroszkopikus szemcsék töltik ki, amelyek kisebbek a homoknál. De ezek a szemcsék nem maradnak sokáig egyedül! Finoman összeütköznek és összeragadnak, egyre nagyobb és nagyobb csomókat alkotva. A por kavicsokká válik, a kavicsok pedig tovább növekednek.
Lehet, hogy lassúnak tűnik, de ez a folyamat hatalmas méretekben zajlik, és számtalan ütközés történik egyszerre. Az idő múlásával ezek a kis építőelemek kilométeres méretű objektumokká válnak, amelyeket planetesimáloknak nevezünk. Ezek a bolygók első “magjai”.
Harmadik lépés: az ütközések világokat hoznak létre
Amint a planetesimálok kialakulnak, a gravitáció kezdi átvenni az irányítást. A nagyobb égitestek magukhoz vonzzák a kisebbeket, és az ütközések egyre hevesebbé válnak. Egyesek összeütköznek és egyesülnek, így egyre nagyobbakká válnak. Mások szétesnek, és anyagukat visszajuttatják a rendszerbe.
Ez a kaotikus szakasz a bolygócsírák kialakulásához vezet, amelyek olyan nagy testek, hogy már jelentős gravitációval rendelkeznek. De még nem teljes értékű bolygók.
Több millió éven át ezek az embriók folyamatosan ütköznek és egyesülnek, fokozatosan megtisztítva pályáikat, és teljesen kialakult bolygókká fejlődnek. A legnagyobb égitestek a kisebbek bekebelezésével növekednek, mígnem végül csak néhány domináns bolygó marad fenn. A legalkalmasabb túlélése – bolygói változatban!
Negyedik lépés: felnövés és hangulatok kialakítása
Ahogy a bolygók növekednek, változások mennek végbe bennük. A Földhöz hasonló kőzetbolygók a többszöri becsapódások utáni lehűlés során szilárd felszínt alakítanak ki. Ugyanakkor a vulkáni tevékenység révén belsejükből felszabaduló gázok légkört képezhetnek.
A rendszer külső régióiban, ahol hidegebb van, más folyamatok játszódnak le. A nagy bolygómagok hatalmas mennyiségű gázt tudnak magukhoz vonzani, és így olyan gázóriásokká válnak, mint a Jupiter és a Szaturnusz.
Éppen ezért a naprendszerekben gyakran találhatók különböző típusú égitestek: a csillaghoz közelebb lévő kis, sziklás bolygók, valamint a hatalmas gázóriások. Mindezek a különbségek az eredeti porkorong körülményeire vezethetők vissza.
Nem minden napenergia-rendszer egyforma
A modern csillagászat egyik legizgalmasabb felfedezése, hogy a bolygórendszerek nagyon eltérhetnek a miénktől. Vannak olyanok, amelyekben óriásbolygók rendkívül közel keringenek csillagukhoz. Másokban viszont kis, sziklás bolygókból álló, sűrűn elhelyezkedő rendszerek találhatók. A legizgalmasabb azonban az, hogy egyeseknél akár az élhető zónában is vannak bolygók, ahol a körülmények lehetővé tehetik a folyékony víz létezését a bolygó felszínén.
A Plato-misszió célja, hogy ezeket a rendszereket részletesen tanulmányozza, segítve ezzel a tudósokat abban, hogy ne csupán megértsék, milyen bolygók léteznek, hanem azt is, hogyan jöttek létre.
Egy időigényes folyamat
Könnyű úgy gondolni a bolygókra, mintha állandó jelenségek lennének, de valójában egy hosszú és kényes eseménysorozat eredményei. Egy gázfelhő összeomlik, egy csillag kialakul, a por összetapad, és az ütközések világokat hoznak létre. Minden szakasz az előzőre épül, és olyan lassan zajlik, hogy az emberi időskálán szinte lehetetlen észrevenni a változásokat. A bolygók kialakulása nem egyik napról a másikra történik, hanem több tízmillió év alatt zajlik le, amelyet a gravitáció, a mozgás és számtalan ütközés alakít.
Még a bolygók kialakulása után is folyamatosan fejlődnek: pályájuk eltolódik, légkörük változik, felszínüket pedig az ütközések alakítják át. Más szóval, egy bolygórendszer soha nem válik igazán készsé. Ha a körülmények megfelelőek, ennek a folyamatnak a valamelyik szakaszában kialakulhat egy olyan bolygó, mint a Föld. A Plato-misszió célja a Földhöz hasonló bolygók felkutatása, és segítséget nyújt majd annak kiderítésében, hogy ezek gyakoriak-e, vagy bolygónk talán egyedülálló a maga nemében.
