Формирање Сунчевог система

Умјетничко виђење прасунчеве маглице.

Слика са Свемирског телескопа Хубблеа који приказује протопланетарне прстенове у Орионовој маглици (Мессиер 42), који вјероватно врло сличе стању какво је владало у прасунчевој маглици код стварања нашег Сунчевог сустава.

Низ протон-протон доминира у звијездама величине Сунца или мањим.

Јовијански планети; од врха према доље: Нептун, Уран, Сатурн и Јупитер.

Терестрички планети: Меркур, Венера, Земља и Марс у стварним бојама и мјерилу.

Превладавајућа теорија формирања Сунчевог сустава данас је теорија о заједничком настанку Сунца и планета, а њој су највише придонијели својим радовима Царл Фриедрицх вон Wеизсäцкер (1944.), Ханнес Алфвéн (1945.), Герард Куипер (1951.) и Фред Хоyле (1960.). Теорија се заснива на проматрањима младих звијезда које се обликују у подручју хладних међузвјезданих облака и које су окружене маглицом (Хербиг-Харо објект). Постанак им се одвија у неколико корака. Најприје се велики међузвјездани плиновито-прашни облак скупља и истодобно цијепа на мање дијелове (фрагментација). Из једног облачнога дијела обликује се прасунчева маглица као ротирајући диск. У средишту је диска будуће Сунце, које прикупља највише масе, а згушњавају се и дијелови диска, те творе језгре будућих планета. Планети расту од мањих дијелова (планетезимала), око којих се окупља плин. Младо се Сунце стеже, загријава и у његову се средишту пали термонуклеарни извор. Осим кемијским саставом, грађа и величина планета бит ће увјетоване Сунчевим зрачењем и Сунчевим вјетром. Ближе Сунцу, температура је виша; на положају гдје се температура спусти испод 1800 К укрућују се рефракторне, тешко таљиве твари, а при температурама нижима од 300 К и испарљиве, лако хлапљиве твари. Ближи су протопланети због тога веће густоће, док удаљенији протопланети, они од којих ће настати дивовски планети попут Јупитера, нарасту привлачећи из маглице већинске плинове, водик и хелиј. У трајању од приближно 100 милијуна година, планети и мања тијела прикупе сав материјал маглице, након чега долази до дуготрајних промјена у унутрашњој грађи планета, до таложења (седиментације) и кемијских диференцијације по дубини, то јест до данас затечена стања.

Постанак планетског сустава

Према данашњем схваћању, постанак и развој планетског сустава одвијао се у неколико корака. Понајприје, велики међузвјездани облак се збија и притом цијепа на мање дијелове (фрагментације). Из твари садржане у једном облачном фрагменту обликује се Сунчева маглица као ротирајући диск; у њему долази до прерасподјеле количине гибања и припремају се увјети за настанак малих компактних тијела. Након тога доготављају се и консолидирају планети. Овисно о грађи с којом су стасали, планети и њихови већи сателити пролазе кроз геолошки развој. Морамо прихватити мисао да је садашње стање тијела у планетском суставу посљедица начина настанка и развоја који је слиједио након постанка. Стога се и козмогонија планетског сустава провјерава садашњим стањем свих врста тијела, а у цјеловиту опћу слику треба да се уклопе и промјене присутне у појединачним случајевима.

Судећи по развоју звијезда, Сунчев је сустав настао из међузвијезданом материјала који се налазио у спиралном краку наше Галактике (Млијечни пут). Хладни облаци плина и праха постоје у галактичкој равнини и данас, много година након настанка првих звијезда Галактике. Да би се ти облаци претворили у звијезде, гравитацијска сила мора надјачати тежњу плина да се шири (експандира). Да би гравитацијско привлачење надвладало, густоћа облака мора при даној температури пријећи неку критичну вриједност. Замишљена су два начина на која долази до повећања густоће: улазак међузвјезданог облака у подручје спиралног крака галактике или појава супернове у непосредној близини. Изучавање галактика показује да је у краковима међузвијездана твар веће густоће него изван кракова, па се с уласком облака у спирални крак облак успорава и сабија. С друге стране, супернове ударним валовима збијају међузвијездану твар. У случају нашег сустава имамо потврду да се збила експлозија супернове. У угљиководичним метеоритима нађени су изотопи који су потомци радиоактивних елемената кратког времена живота, а који се производе у току експлозије супернове. Према броју атома изотопа процијењено је да је од појаве супернове до укрућивања метеоритског материјала прошло од неколико милијуна до неколико десетака милијуна година.

Прасунчева маглица

Приликом одвајања од других дијелова међузвијездана облака прасунчева маглица задржава галактичко магнетско поље - важно својство међузвијездана простора, а задржава и динамичко стање у којему се облак налазио. Прасунчева маглица зато при осамостаљењу се врти (ротира), и у односу на средиште галактике, и у односу на друге галактике. Маглица се наставља урушавати. Твар пада према средишту облака гдје настаје младо Сунце. Оно се због стискања загријава и све јаче свијетли. Најјаче је загријано у средишту, и ондје се почињу јављати термонуклеарне реакције, које ће му дабати енергију у дугом низу година. Сунце се престаје стезати тек када експанзивни тлак плина порасте толико да се изједначи с хидростатским тлаком.

За вријеме стезања Сунца и стезања цијеле маглице, а због сачувања кутне количине гибања, Сунце и маглица се врте све брже. Диск је то плоснатији што се брже врти. Диск је тијело осне симетрије и има једну особиту равнину - равнину екватора. Оне честице које се још не налазе у екваторској равнини привлачи, осим Сунца, и већа маса која се у екваторској равнини већ налази; честице “падају” у равнину екватора. То омогућују, и томе придоносе, нееластични судари међу честицама, јер се у току нееластичног судара смањује компонента брзине окомита на екваторску равнину (слично се дешава код Сатурнових прстена). Такво владање јаче је изражено код зрнаца праха него код слободних атома, па се прах врло брзо таложи у слој у екваторској равнини; много тањи од маглице. Стазе будућих планета бит ће ограничене на ширину слоја па не морају лежати точно у равнини Сунчева екватора.

Незаобилазни динамички проблем развоја сустава означава пријенос кутне количине гибања са Сунца на планете. Будући је најмасивнији дио маглице, прасунце садржи највећу кутну количину гибања. Данас је пак 50 пута већа количина гибања садржана у револуцији планета него у ротацији Сунца, иако Сунце има масу 750 пута већу од масе свих планета. На један начин, количина гибања може се пренијети магнетским пољем. Оно је усредоточено у средишњем плиновитом згушћењу, младом Сунцу и силнице излазе из њега у облику спирала, пролазећи кроз читав диск. Својство је магнетског поља да је у ионизираном плину заробљено. Сунце је помоћу магнетског поља повезано с маглицом и предаје јој енергију. Младо Сунце окретало се 100 пута брже. Замислимо ли магнетске силнице као еластичне лиснате опруге које вире из осовине - Сунца, закључит ћемо да ће се те опруге пожуривати вртњу маглице у којој су исидрене; иако је та слика посве механичка, она добро описује стваран процес. Сунчева се вртња преноси на маглицу. Колико кутна количина гибања маглице порасте, толико се кутна количина гибања Сунца смањи. Због повећања кутне количине гибања маглица се удаљава од Сунца.

На други начин, кутна се количина гибања може пренијети и путем вртложних гибања у маглици. А знатна количина гибања могла је да се изгуби у простор губитком масе у облику Сунчева вјетра. Пријенос кутне количине гибања са Сунца на маглицу има двојаку посљедицу. С једне стране у једном ће се тренутку изгубити веза маглице и Сунца и оно више неће моћи усисавати маглицу. Друго, маглица поприма количину гибања коју ће пренијети на тијела у њој рођена, на будуће планете.

Настајање планета

Гдје су овдје планети? У маглици су морали постојати сви предувјети за њихово стварање (акумулацију): из распршеног стања, зрна праха и плин треба да се суставно окупе и створе небеско тијело; у току окупљања твар мора проћи кроз одређени топлински режим да би постигла одређени кемијски и минералошки састав; различите твари морају се затим просторно раздвојити, јер је и грађа свих тијела Сунчева сустава раслојена. Почнимо од кондензације маглице. Као центри кондензације служе зрна праха; она расту када на њих нееластично налијећу молекуле из плиновитог стања. Будући да отпор плиновитог средства уједначује брзине гибања зрна, она се сударају малим брзинама и лијепе (амалгамирају). Тако се у прасунчевој маглици јављају чврста тијела. Повољни увјети за њихов раст постоје само док је маглица релативно хладна.

Састав чврстих тијела увјетован је кемијским саставом маглице и топлинским својствима кроз који пролазе. У маглици превладава водик (78% масе) и хелиј (20% масе), с примјесом тежих елемената (2%). Елементи се јављају у плиновитом стању, то јест као слободни неутрални или ионизирани атоми и молекуле, а уграђују се и у зрна прашине. Кондензација се одвија уз одређене температуре. У размаку температура од 1 000 до 1 800 К укрућује се жељезо, оксиди метала, силиција и сличних (рефракторне, тешко таљиве твари). При температурама од 100 до 300 К и ниже, кондензирају се и лако хлапљиви састојци (волатилне твари) као што су вода, угљиков диоксид, метан, амонијак; метална и силикатна зрна прекривају се смрзнутим тварима које су иначе код собне температуре у плиновитом стању. Плиновити остају једино водик и племенити плинови хелиј, аргон и неон.

Минералошка својства метеорита потврђују постојање температура од 300 до 1 800 К и тлакова до 1 бар. Стјеновити сатав терестричких планета с великим удјелом метала, те сустав јовијанских планета који садрже знатне количине волатилних и залеђених твари, упућују на подручја с различитим топлинским увјетима. Стање је сукладно с искуством астрофизике према којему млада звијезда пролази кроз раздобље када јој је сјај промјењив и са звијезде ератички тече веома снажан вјетар (промјењиве звијезде Т-Таури). Ближе прасунцу састојци маглице су ижаривани, док су се у удаљеним (периферним) подручјима твари могле смрзавати.

Одлучујућа у стварању сустава је и друга посљедица Сунчева вјетра. Вјетар тлачи на маглицу и одбацује је. Са садашњом разином Сунчева вјетра, прасунчева би се маглица распршила за 107 до 108 година. Маглица је могла бити посве одстрањена и за вријеме док је Сунце пребивало у раздобљу звијезда Т-Таури, то јест у року успоредивом с милијун година. Ова околност оштро ограничује вријеме потребно за приправљање твари од које ће настати планети. Чврста зрна морала су се у маглици створити прије него што је Сунце ушло у раздобље звијезда Т-Таури, а плиновите атмосфере дивовских планета морале су се акумулирати у времену краћем од изгона маглице, јер послије плина више није било. Загријавање твари у маглици и изгон плиновитог садржаја били су ограничени на вријеме од неколико стотина тусућа година до милијун година.

О изравном механизму акумулације планета мишљења су подијељена. Према једном мишљењу, планети настају гравитацијским стезањем локалних дијелова маглице, исто тако као што је настало Сунце као централно згушћење. То значи да би се се они већ морали налазити у брзо ротирајућем диску који се стеже, као клупка твари која конкурирају Сунцу у расподјели масе маглице. Према другом мишљењу, планети настају у маглици тако што се акумулирају из мањих чврстих тијела - планетезимала. Ове двије могућности прилагођене су двама различитим моделима маглице. Гравитацијска контракција омогућена је у моделу маглице велике масе, за коју се претпоставља да је на почетку износила 1 масу Сунца, па је највећи дио маглице изгубљен у простору. Модел маглице мале масе, од 0,05 до 0,1 масе Сунца, зауставља се на граници изнад које је све већа вјероватност да од маглице настане друга звијезда а не планети, то јест да Сунце добије звјезданог пратиоца. Постоји и доња граница масе од 0,01 масе Сунца која се одређује тако да се данашњој укупној маси планета, у којој превладавају тежи елементи, додају елементи да би њихова заступљеност достигла заступљеност елемената на Сунцу, односно у међузвијезданом материјалу.

Ова слика илустрира релативну величину планета с обзиром на величину Сунца у Сунчеву суставу.

Плимну силу узрокују Сунце и Мјесец гравитацијским привлачењем водених маса, те центрифугалном силом која се јавља услијед окретања Земље и Мјесеца односно Земље и Сунца око заједничког центра маса (барицентар).

Модел маглице мале масе

Динамичко владање чврстих тијела у маглици овиси о њиховој величини. Ситнија тијела плин повлачи у кружењу око Сунца и задаје им кутну количину гибања. Због отпора средства зрна постижу заобљење стазе и помало у спиралама падају према Сунцу (као умјетни сателит у Земљиној атмосфери); ако су зрна заостајала у даљим дијеловима маглице, буду одбачена у свемир. Плиновито средство не повлачи тијела нарасла до величине од 1 метар. Код таквих тијела превладава међусобно привлачење и она се окупљају у још већа тијела. То су планетезимали, елементи планета у току њихова настајања. Након нестанка плиновите маглице само планетезимали остају у простору.

Кемијски састав планетезимала већ је прилагођен њиховој топлинској праповијести. Планетезимали који круже ближе Сунцу саграђени су од жељезног и стјеновитог материјала, они који круже даље од Сунца тијела су од смрзнутих плинова и воде, измијешаних с тежим елементима у омјеру 3:1. Од првих настају планети Земљине групе. Нижа температура у вањским подручјима допуштала је да тамо планетезимали порасту прије, па су и планети који тамо од њих настају постали већи. Попратна је појава да се око језгара дивовских планета јачом привлачном силом окупе и одрже велике количине водика и хелија. Динамичко стање тијела посљедица је увјета који су постојали у маглици: гибају се директно, стазе им се много не отклањају од средишње равнине симетрије исчезле маглице, и нису много издужене. Због множине, планетезимали се гибају у облику слабо повезаних скупова. Они се међусобно утркују, достижу и срастају. У основи механизма акумулације планетезимала је идеја да тијело веће масе купи на себе тијела мање масе. Замишљамо како се једно веће тијело гиба око Сунца стазом коју поремећује плимни утјецај Сунца и осталих дијелова маглице, па тако у току времена прикупи планетезимале из једног широког прстенастог појаса. Није неочекивано да долази и до двоструких и вишеструких система у којима једно тијело преузима улогу планета, а друго, или друга, улогу сателита. Сателити немају и своје сателите јер то спречава плимна сила планета. Због јаче привлачне силе дивовски планети окупљају већу свиту пратилаца.

Модел планетезимала и маглице мале масе добро је прилагођен акумулацији терестричких планета. Њихов раст траје око 100 милијуна година. За толико је Сунце од њих старије. Пошто су планети створени, још је пола милијарде година међупланетарни простор био испуњен ситнијим материјалом, планетоидима, кометима и метеоридима. О томе свједоче кратери у површини свих крутих тијела Сунчева сустава, а трајање тешког бомбардирања датирано је испитивањем Мјесеца. Раст дивовских планета путем окупљања планетезимала и великих атмосфера био би предуг, дужи од трајања прасунчеве маглице. Њима је боље прилагођен модел маглице велике масе.

Јупитер с великом црвеном пјегом и галилејански мјесеци.

Модел маглице велике масе

У том моделу, унутар ротирајућег диска обликују се прстенови веће густоће који се стежу у дивовске плиновите протопланете. Димензије су им око астрономске јединице. Брзина стварања је велика, што је својство гравитацијског стезања, и највеће димензије протопланети постижу за око 50 000 година. У унутрашњем дијелу сустава дивовски плиновити протопланети могли су постојати само врло рано, за вријеме раста Сунца. Неотпорни су на сударе и распадају се под плимним дјеловањем Сунца. Физички процеси на дивовским плиновитим протопланетима доводе изравно до разликовања (диференцијације) твари по слојевима. Загријавањем унутрашњих дијелова гравитацијском енергијом, чврста се зрна тале и таложе (седиментирају) у плиновитом средству према средишту. У средишту се протопланета може створити знатна растаљена језгра од тежих елемената, док је извана акумулирана велика плиновита атмосфера. Меркур, с врло великом просјечном густоћом (иако је најмањи од терестичких планета) могао би бити остатак остатака таквог протопланета. Јупитер је окупио најдубљу и тиме се по заступљености елемената највише приближио Сунцу. У успоредби с Јупитером, Сатурн показује мањак лаких елемената.

Може ли се ријешити проблем планетоида (астероида)? Зашто на њиховом мјесту не постоји цјеловити планет? Планетоиди се налазе на граници која је дијелила подручје с нижом и вишом температуром. Изучавање метеорита оцијењено је да је овдје владала температура од 100 до 600 К. Зашто се ту није створио цјеловити планет, разлози се траже осим у одређеном физичком стању још и у поремећењима којима је Јупитер регулирао гибање планетоида; створени су прекасно, а да их Јупитер не би осујетио у окупљању. Већих је планетоида некада морало бити више. Међусобно сударање довело је до данашњих одломака (сударна еволуција).

По динамичким својствима комети припадају Сунчевом суставу, али на посебан начин. По физичко-кемијским својствима, будући да се састоје претежно од слеђених твари, исходиште им треба тражити у даљим дијеловима Сунчеве маглице, у подручју Урана и Нептуна. По саставу, Уран и Нептун су чак ближи кометима него Јупитеру. Раст удаљенијих планета траје дуже, па та два планета нису стигла захватити већу количину плинова. Комети су једноставне грађе која се није промијенила од времена настанка. Развој им је застао на првим корацима окупљања. Поремећени Јупитером и Сатурном, можда пролазним звијездама, а такођер и слабљењем привлачне силе прасунчеве маглице у вријеме њезина расипања, одбачени су у Оортов облак комета, или су пак попадали по планетима.

О ранијим корацима геолошког развоја планета тешко је судити на темељу данашњих доказа. Како су се планети Јупитерове групе измијенили незнатно од настанка до данас, осврћемо се само на промјене које се одвијају на планетима Земљине групе и на планетским сателитима. Значајно је да су сви планети и сви сателити кемијски и геолошки различити! Структура Земље показује да је она прошла кроз фазу таљења и кроз фазу диференцијације твари - када су твари веће густоће тонуле према средишту, а мање густоће узгоном се дизале према површини. Проблем је у томе којим је слиједом планет пролазио кроз те фазе и који су његови дијелови судјеловали. Није немогуће да су протопланети већ у току окупљања из планетезимала у геометријском средишту прикупљали тијела веће густоће. Ако су настали уз присуство плиновите компоненте прасунчеве маглице, окупили су и густе примарне атмосфере састављене од водика и хелија.

У посљедњој фази рашћења планети су вјеројатније били на повишеној температури а не хладни. Наиме, у тој фази преостала се тијела сусарају с великим брзинама, што мора довести до високих температура протопланета, и до бар дјеломичног њиховог таљења. Топлина добивена при стварању отпуштала се у свемир, и уједно се преносила на дубље слојеве. Но када би то био једини извор топлине у повијести планета, Земља би данас била изнутра много хладнија него што јесте. Други, једнако важан извор топлине јесу процеси у радиоактивних елемената. Због дугог времена полураспада тих елемената, тај извор топлине постаје учинковит тек у вријеме од милијарду година, а тада може расталити велик дио планета. Планетско тијело с растаљеним подручјима обавезно пролази кроз кемијску диференцијацију и раслојава се по дубини. Атоми већег обујма, а мање густоће, дифундирају према горњим слојевима и ту се, када таљевина прелази у чврсто стање, уграђују у кристалну решетку. I обратно - атоми мањег обујма, а веће густоће, тону према средишту планета. Та је диференцијација довела до данашњег стања, у којему су жељезо и метали концентрирани у језгри Земље, а минерали мање густоће у плашт поврх којега “плива” скрутнута кора. Стога кемијски састав неког мјеста у дубини Земље не одговара просјечном обиљу елемената на Земљи. Половица свих радиоактивних елемената концентрирана је у Земљиној кори! Растаљени слојеви у непрекидном су гибању (струје конвекције или мијешања) и доводе до магнетског поља.

Мјесец је прошао кроз диференцијацију само дјеломице. Док је у почетним стадијима еволуције остао дехидриран. Земља је прикупила изненађујуће велику количину лако хлапљивих спојева (оних који се стварају од атома водика, угљика, кисика и душика). Проблем је у томе што у почетном стадију, са загријаним површинским слојевима, Земља није могла те спојеве задржати. Стога је веома привлачна идеја да су те твари на Земљу стигле падовима комета у вријеме када је кора очврснула и подносила жестоко бомбардирање. Количина воде Земљиних оцеана износи 0,025% од укупне масе Земље; угљиковог диоксида садржаног у кречњачким стијенама има 10 пута мање, а душика 300 пута мање. Елементи потребни за развој живих организама пристигли су кометарним материјалом из даљих подручја сустава! Због просјечне температуре Земљине површине која се налази између ледишта и врелишта воде, а уз довољну јакост гравитацијског поља, лако хлапљиви спојеви остали су заробљени. Тако би посредним путем комети довели до појаве живота. Високе температуре на Венери нису погодовале задржавању водене паре, а на Марсу се вода смрзнула обликујући пермафрост. У атмосфери терестичких планета преовладао је угљиков диоксид, у ствари секундарна атмосфера. Атмосфера се отада промијенила само на Земљи, због појаве живота; Земља дакле добива и терцијарну атмосферу.

Велики Јупитерови сателити и Сатурнов Титан физички се разликују и међусобно и од терестичких планета, но уклапају се у опћи модел. Галилејански сателити показују правилност у низу удаљености од Јупитера, геолошка им активност расте с приближавањем Јупитеру. Развој Ио био је насложенији. Ближи пратиоци гибали су се у простору кроз који се преносила топлина и енергичне честице магнетосфере младог Јупитера, па на њима има више наталожених теже испарљивих састојака. Започевши као груде блатног леда, сателити се поступно загријавају, у чему удјел има и радиоактивни извор, садржан у силикатној основи, и плимно стезање и растезање. Растаљени слојеви раздвајају се на теже и лакше састојке. Силикати су тонули и створили чврсту језгру, док је вода остала као омотач. Поврх воде испливала је мјешавина леда и силиката, изложена свемирском простору. На Еуропи је остала само ледена кора што плута на води која чини петину масе. Слеђене површине Ганимеда и Калиста засићене су тамним метеоритским материјалом, па у својој нутрини окивају мекши плашт од леда и воде. Земља и Титан настали су од истих састојака који су постојали у прасунчевој маглици, но због других физичких увјета метан и душик су, као довољно тешки плинови, задржани на Титану.

Далеко од Роцхеове границе, флуидни сателит (текући, плиновити или сателит састављене од лабаве накупине крутих дијелова) ће бити сферичан (кугласт).

У близини Роцхеове границе, сателит ће се издужити (деформирати) због утјецаја плимне силе.

Унутар Роцхеове границе, сателит се почиње распадати (властита гравитацијска сила сателита не може више држати његове дијелове на окупу због превеликог утјецаја плимне силе).

Дијелови сателита ближи планету (црвени) се почињу брже кретати од даљих дијелова (плави) сателита.

Различите кутне брзине дијелова сателита узрокују стварање прстена око планета (примјер Сатурнови прстени).

Небуларна теорија

У каквом су односу данашњи погледи на постанак планета према козмолошким теоријама, као што је Кантова и друге? Данашњи став резултат је искуства бројних истраживача, провјерена непосредним подацима о физичком стању тијела, о саставу њихових атмосфера, рељефу, кемијском и минералошкој структури, радиоактивном датирању, магнетском пољу, гравитацијском пољу. Од теорије Иммануела Канта (1755.) и Пиерре-Симона Лаплацеа (1796.) преузета је идеја о настанку Сунца и планета из међузвјездане маглице (небуларна теорија). Кант је пошао од предоџбе хладног облака прашине у којему се приликом гравитацијског стезања ротација јавља сама од себе - што није могуће (унутарње силе не могу од каотичног гибања довести до уређеног). Кант не иде даље од опћих природословно-филозофских поставки. Лаплацеова теорија је прва метаматички обрађена теорија. Лаплаце претпоставља да већ постоји усијана маглица која ротира те прати како се маглица хлади, стеже и убрзава вртњу. Данашњи слијед аргумената је друкчији: маглица се не стеже због хлађења, већ због превласти гравитацијског привлачења, а притом се, уз убрзање вртње, гравитацијском енергијом загријава. Када постигну брзину кружења, вањски дијелови маглице више не тлаче на средишње дијелове. Постали су самостални и имају облик прстена. Средишња се маса даље стеже и тиме раздваја од прстена. Од прстена настаје планет. Планети би тако морали настати поступним стезањем средишње масе која за собом редом оставља прстенове. А сателити би морали настати истим процесом при убрзавању вртње планета, који је по Лаплацеу на почетку такођер плиновит. Постоји још један битан недостатак теорије. Оставивши самосталан прстен, централна маса би при стезању требала задржати већи дио кутне количине гибања. Доказ против теорије је и гибање Сатурна и његових прстенова: унутарњи дијелови Сатурнова прстена гибају се брже од Сатурнове површине; слично се и Фобос гиба брже од Марсове површине! По данашњем тумачењу небуларне теорије маглица не долази у стање нестабилности због вртње. Осим тога, у одвојеном прстену прије ће доћи до ретроградне вртње планета него до директне. Теорије Канта и Лаплацеа напуштене су почетком 20. стољећа углавном стога што нису успјеле исправно предвидјети расподјелу количине гибања.

Катастрофна теорија о постанку планета

Појам планетезимала преузет је од Тхомаса Цхроwдера Цхамберлина (1901.) и Фореста Раyа Моултона (1905.), који су развијали теорију катастрофе - теорију судара Сунца с другом звијездом. При томе је привлачна сила требала извући из Сунчева тијела плин који се најприје кондензира у многобројна мала крута тијела, планетезимале, а затим се они удружују у пленете. Друга звијезда је, због проласка, избаченој твари подарила количину гибања, неовисну о величини Сунчеве вртње. Теорија не објашњава постанак планетских сателита.

Теорију катастрофе први је поставио Георгес Лоуис Лецлерц де Буффон (1745.), замисливши тангенцијални пролет "неког великог" комета покрај Сунца, но теорија те врсте највише је повезивана с именом Јамес Хопwоод Јеанс (1917.). Звијезда која узрокује катастрофу улази по њему, унутар Роцхеове границе, плимни вал се диже и извлачи у облику плиновите цигаре. “Цигара” се распада на дијелове. Дијелови пролазе елиптичним стазама око Сунца те Сунчева плимна сила извлачи из њих још мање дијелове, умногостручавајући процес. Прво се у облику капљевина кондензирају мања тијела, сателити, а затим већи - планети. Гибања планета кочи се у преосталој плиновитој атмосфери и стазе им се заокружују. Теорију Јеанса развија Харолд Јеффреyс (1929.), но теорија запада у тешкоће. Основна слабост садржана је у полазној претпоставци тијесног судара. Таквих случајева у Галактици не може бити много, па би и појава планетског сустава била риједак догађај.

У једној варијанти теорије катастрофе, Сунце је члан двојног звјезданог сустава, а планети настају од другог члана тог сустава, када на сустав налијеће звијезда извана. Појавила се и хипотеза да друга звијезда сустава експлодира као нова односно супернова, а планети се стварају из избаченог плина, у гравитацијском пољу Сунца. Битан недостатак теорија које постулирају настанак планета од разријеђеног усијаног плина је у томе што нема начина да се из таквог плина створи хладно чрсто тијело. Теорије по којима планети настају из твари извучене из Сунца, или из неке друге звијезде сличне Сунцу, побија кемијски састав планета. Планети су настали из неизмијењеног међузвијезданог материјала, а не материјала који је претходно био обрађен у Сунцу. Кемијски састав планета подудара се с кемијским саставом међузвјездана материјала. Критичне су величине омјер деутерија и водика (протија) и удио литија. Деутерија и литија Сунчева атмосфера има скоро 100 пута мање, него међузвјездана материја, јер су то елементи и њихови изотопи који се прерађују у термонуклеарним реакцијама.

Отто Сцхмидт (1944.) разматра међузвјездани материјал који Сунце заробљује на путу кроз Галактику. Након захвата, облак се закреће односно врти око Сунца. У равнини симетрије вртње - екваторској равнини облака - окупљају се зрнца праха која расту и, акумулирајући се, граде планете. Планети се стварају хладни, а потом се загријавају радиоактивношћу. Такве теорије које не траже заједничко поријекло Сунца и планета тумаче гибање планета близу равнине Сунчева екватора (нагнут је за 7° према равнини еклиптике) чистом случајношћу. По данашњем схваћању, то није случајност, већ посљедица заједничког настанка. Разлика равнина гибања појединих планета, која уосталом није велика, тумачи се ширином ротирајућег магличастог диска у којему су биле смјештене стазе планетезимала. Сцхмидт поново уводи небуларну теорију. Данашњем облику небуларне теорије придонијели су још Царл Фриедрицх вон Wеизсäцкер (1944.), Ханнес Алфвéн (1945.), Герард Куипер (1951.), А. Цамерон (1962.), Éврy Сцхатзман (1963.), Фред Хоyле (1944., 1956., 1960.) и други.

Како видимо, постанак планета ваља свакако тражити у вријеме постанка звијезда. Будући да и данас настају звијезде, међу њима има без сваке сумње и таквих какво је било Сунце у праскозорје Сунчева сустава. Да бисмо дакле схватили увјете који су владали у природној околини приликом настанка Сунца и планета и који воде специфичном процесу стварања небеских тијела, треба да се обратимо физици звијезда или астрофизика.