Formimi i botëve shkëmbore

Disku i një ylli të ri zakonisht është më i nxehtë pranë yllit, megjithëse ngrohja ndryshon gjithashtu sipas lartësisë, akrecionit dhe hijeve. Mineralet silikate dhe metalet mund të mbeten të ngurta në temperatura ku shumë lëndë të avullueshme janë në gjendje të gaztë. Këto materiale rezistente ndaj nxehtësisë, ose refraktare, përbëjnë një pjesë të madhe të masës së një planeti shkëmbor.[2]

Vija e dëborës varet nga materiali përkatës

E quajtur vijë e dëborës së ujit shënon kalimin midis avullit të ujit dhe akullit të ujit në kushtet lokale. Dioksidi i karbonit dhe monoksidi i karbonit kanë vijat e tyre të kalimit. Ndërsa disku ndryshon, këto vija lëvizin; nuk ka një distancë të pandryshueshme që ndan të gjithë shkëmbinjtë nga i gjithë akulli.[3]

Materiali pa akull nuk është medoemos pa hidrogjen ose pa asnjë lëndë që përmban ujë. Një pjesë e tyre mund të jetë e lidhur në minerale ose faza të tjera të ngurta, ndërsa materiali mund të vijë nga vende të tjera. Kimia dhe transporti në disk e bëjnë më pak bindëse pamjen e një rajoni të brendshëm njëtrajtësisht të thatë.[4], [5]

Orbita e tanishme e një planeti nuk është dëshmi e vendlindjes së tij

Lënda e ngurtë zhvendoset, trupat shpërndajnë njëri-tjetrin përmes gravitetit dhe planetët në rritje shkëmbejnë moment këndor me diskun. Prandaj, një botë shkëmbore mund të grumbullojë lëndë nga disa zona dhe përfundimisht të përfundojë në një orbitë tjetër nga ajo ku u formuan bërthamat e saj më të hershme.[6]

Pluhuri duhet fillimisht të kalojë nëpër faza të ndërlikuara ngjitjeje, fragmentimi dhe zhvendosjeje. Grumbullimet e grimcave mund të shemben nga graviteti i tyre dhe të formojnë planetesimale. Bërthamat e formuara tashmë mund të rriten më vonë duke u përplasur me planetesimalet, duke kapur guralecë falë ndihmës së gazit ose me të dyja mënyrat.[2]

Fokusimi gravitacional mund t’i ndihmojë trupat më të mëdhenj të përplasen me më shumë material. Gjatë rritjes vetëpërshpejtuese, disa trupa rriten proporcionalisht më shpejt se fqinjët e tyre më të vegjël. Me kalimin e kohës, ndikimi i tyre gravitacional nxit lëvizjen e trupave përreth, duke rritur shpejtësinë e afrimeve dhe duke dobësuar epërsinë e mëparshme.[7]

Trupat më të mëdhenj fillojnë të dominojnë mjedisin e tyre

Gjatë rritjes oligarkike, disa embrione me masa afërsisht të ngjashme fillojnë të dominojnë zonat fqinje të grumbullimit të materialit. Ato çrregullojnë lëvizjen e trupave më të vegjël dhe i përthithin, duke kufizuar njëkohësisht rezervat e materialit që mund të marrin drejtpërdrejt nga njëri-tjetri. Materiali që vjen nga jashtë mund ta ndryshojë sërish këtë ekuilibër.[8]

Rezistenca e gazit dhe ndërveprimi gravitacional me diskun mund ta frenojnë ngacmimin e orbitave, ndërsa momentet e rrotullimit të diskut mund të shkaktojnë migrim. Për sa kohë ka gaz, embrionet mund të përplasen ose të bllokohen në konfigurime orbitale të ndërlidhura. Ndërsa gazi shpërndahet, disa konfigurime bëhen të paqëndrueshme, ndaj mund të ndodhin sërish afrime të ngushta.[6]

Përplasja e embrioneve planetare mund të ndryshojë formën e të dy trupave. Në varësi të shpejtësisë, këndit dhe raportit të masave, ata mund të bashkohen, të shkëmbejnë material e të ndahen ose të humbasin një sasi të madhe materiali në formë mbeturinash. Energjia e çliruar mund t’i shkrijë ose t’i avullojë shkëmbinjtë dhe të ndryshojë atmosferën. Pas një përplasjeje gjigante, nuk mbetet gjithmonë një planet i vetëm, më i madh dhe i bashkuar.[9]

Këto mundësi varen nga përplasja konkrete. Modelimi i çdo përplasjeje si bashkim i plotë nuk merr parasysh përfundime të rëndësishme.[9]

Hëna dëshmon një ngjarje veçanërisht të rëndësishme

Grupi kryesor i modeleve të origjinës së Hënës e lidh formimin e saj me një përplasje gjigante që pësoi Toka në rritje. Studiuesit testojnë skenarët e përplasjes duke shqyrtuar lëvizjen e sistemit Tokë-Hënë, përbërjen e Hënës dhe matjet e izotopeve. Vetitë e trupit goditës, gjeometria e përplasjes dhe evolucioni i mëvonshëm mbeten tema që studiohen në mënyrë aktive.[10]

Orë të ndryshme regjistrojnë faza të ndryshme të rritjes

Sipas shumë modeleve, Toka u formua gjatë dhjetëra miliona vjetëve. Marsi duket se e grumbulloi pjesën më të madhe të masës së tij më herët, por ecuria e saktë e rritjes varet nga mënyra se si interpretohen të dhënat izotopike dhe përzierja kimike gjatë përplasjeve.[7], [11]

Përhapja e gazeve, përplasjet gjigante, formimi i bërthamës dhe ftohja ndodhin në të njëjtën kohë. Nuk ka një rend universal sipas të cilit një proces të përfundojë kudo përpara se të fillojë tjetri.

Augančios planetos turi kelis šilumos šaltinius. Susidūrimai judėjimo energiją paverčia šiluma, gravitacinis medžiagos atsiskyrimas išskiria energiją, o radioaktyvieji elementai skyla. Aliuminis-26 buvo ypač svarbus kūnams, susidariusiems pakankamai anksti, kad juose būtų nemažai šio trumpaamžio izotopo.[13]

Geležiniai meteoritai rodo, kad kai kurios ankstyvosios planetezimalės jau turėjo dėl diferenciacijos susidariusius metalinius branduolius. Todėl planeta galėjo formuotis iš kūnų, kuriuose sudedamosios medžiagos pradėjo atsiskirti gerokai anksčiau, nei planeta pasiekė galutinę masę.[14]

Diferenciacija vyksta planetai augant

Asigjant metalinę medžiagą nuo silikatų, tankus metalinis skystis gali judėti centro link ir prisidėti prie branduolio formavimosi. Aplink esantys silikatai sudaro didžiąją mantijos dalį. Cheminės reakcijos, slėgis, temperatūra ir deguonies kiekis turi įtakos elementų pasiskirstymui tarp šių sričių.[15]

Oqeani i magmës – një fazë, jo një mantel i përhershëm

Ngrohja intensive mund të formojë zona të mëdha silikatesh të shkrira, që ndonjëherë quhen oqean magme. Gjatë ftohjes mund të formohen kristale, materialet kimike rishpërndahen dhe mund të ndodhin shkëmbime të lëndëve të avullueshme me atmosferën. Përplasjet e mëvonshme mund ta shkrijnë sërish pjesërisht trupin dhe t’i nisin përsëri disa prej këtyre proceseve. Formimi i kores dhe shkrirja e mëvonshme vazhdojnë të riorganizojnë pjesën e jashtme të planetit.[13]

Gjatë periudhave të gjata gjeologjike, edhe shkëmbinjtë e ngurtë mund të rrjedhin ngadalë nën veprimin e sforcimeve të vazhdueshme. Manteli ku zhvillohet konveksioni nuk është medoemos një oqean magme të lëngshme që përfshin të gjithë planetin.[16]

Uji mund të mbërrijë në planet jo vetëm pasi ajo ka përfunduar rritjen. Materialet fillestare që përmbajnë hidrogjen, trupat e pasur me ujë që mbërrijnë dhe shkëmbimi kimik gjatë akrecionit mund të kontribuojnë në rezervat e saj ujore. Rëndësia relative e këtyre burimeve ende po studiohet.[5]

Termi «shtesa e vonshme» (angl. late veneer) përshkruan një sasi relativisht të vogël materiali të shtuar pas fazës kryesore të formimit të bërthamës, shtrirja e së cilës përcaktohet pjesërisht nga të dhënat mbi përbërjen kimike të mantelit. Ky term nuk duhet përdorur për të përshkruar gjithë sjelljen e ujit në Tokë.[17]

Rezervat ujore të planetit mund të përfshijnë edhe ujë të tretur në shkrirje ose të pranishëm në përbërjen e mineraleve. Vetëm detet e dukshme nuk zbulojnë gjithçka që planeti ka fituar ose ruajtur.[18]

Për sa kohë që gazrat e diskut nuk janë shpërndarë ende, trupat në rritje mund të tërheqin hidrogjen dhe helium. Çlirimi i gazeve nga brendësia dhe goditjet mund ta pasurojnë gjithashtu atmosferën me gaze; ruajtja e tyre varet nga masa dhe temperatura e trupit, si edhe nga aktiviteti i yllit.[19]

Çlirimi i gazeve dhe ftohja ndikojnë te njëra-tjetra

Ndërsa kushtet ndryshojnë, nga brendësia e shkrirë mund të çlirohen gaze. Ato ndikojnë në efikasitetin me të cilin planeti lëshon nxehtësi në hapësirë. Një atmosferë e dendur me avuj uji mund ta ngadalësojë ftohjen; nëse kushtet janë të përshtatshme, uji mund të kondensohet më vonë, ndërsa planeti ftohet. Zhvillimi i atmosferës lidhet me atë që ndodh poshtë saj.[18]

Atmosferat mund të humbasin edhe lëndë

Rrezatimi i yllit dhe goditjet mund t'i largojnë gazrat atmosferikë. Lart në atmosferë, molekulat e ujit mund të shpërbëhen dhe hidrogjeni mund të largohet në hapësirë; rezervat e hershme të ujit nuk qëndrojnë domosdoshmërisht.[19]

Këto kërkesa i shqyrtojmë më hollësisht në artikullin «Koncepti i zonës së banueshme». Këtu, lidhja më e rëndësishme është se sipërfaqja e planetit mbart pasojat si të formimit të tij përmes grumbullimit të lëndës, ashtu edhe të ndryshimeve të mëvonshme.

Masa dhe rrezja ndihmojnë në vlerësimin më të saktë të përbërjes

Tranzitet ndihmojnë në matjen e rrezes së planetit në raport me rrezen e yllit të tij. Lëvizja e yjeve dhe, në sistemet e përshtatshme, edhe ndërveprimi mes planetëve ndihmojnë në përcaktimin e kufijve të masës. Nga masa dhe rrezja së bashku llogaritet dendësia mesatare, e cila mund të krahasohet me modelet e shkëmbinjve, metaleve, ujit dhe gazeve.[21]

Të njëjtës masë dhe rreze të matur mund t'i përgjigjen disa struktura të ndryshme të brendshme. Edhe një mbështjellës i vogël gazor mund ta ndryshojë ndjeshëm madhësinë e planetit. Prandaj, vlerësimet e brendësisë së planetit të nxjerra në këtë mënyrë janë intervale të bazuara në të dhëna dhe supozime, jo një pamje e drejtpërdrejtë e bërthamës.[21]

Bollëku i elementeve kimike në yje jep të dhëna shtesë për sasitë e disponueshme të hekurit, silikonit dhe magnezit. Të përdorura së bashku me masën dhe rrezen, këto të dhëna mund të kufizojnë grupin e modeleve të mundshme të strukturës së brendshme, megjithëse pasiguritë për përbërjen dhe shndërrimet e lëndës brenda planetit mbeten.[22]

Mbetjet yjore zbulojnë përbërjen kimike të trupave të shkatërruar

Disa xhuxhë të bardhë kanë grumbulluar mbeturina nga trupa planetarë. Vijat e përthithjes së elementeve të rënda në spektrat e atmosferave të tyre u lejojnë astronomëve të rindërtojnë disa tipare të përbërjes së këtij materiali. Rezultatet zbulojnë përbërësit e trupave shkëmborë përtej sistemit diellor, e në disa raste edhe shenja të diferencimit. Megjithatë, ato nuk bëjnë të mundur përcaktimin e sigurt se ku u formua trupi fillestar.[24]

Pluhuri ofron dëshmi të tërthorta për përplasjet që po ndodhin

Disqet e mbeturinave mund të përmbajnë pluhur, rezervat e të cilit plotësohen nga përplasjet mes trupave më të mëdhenj. Pluhuri i ngrohtë mund të tregojë veprimtari të trupave të ngurtë pranë yllit, por më vete nuk mjafton për të identifikuar një përplasje që formon një planet të ngjashëm me Tokën, apo për të vërtetuar praninë e një planeti shkëmbor atje.[25]

„Psyche“ do të studiojë një mbetje të mundshme të diferencimit të hershëm

Anija kozmike e NASA-s „Psyche“ është projektuar për të studiuar nga orbita një asteroid të përzgjedhur, të pasur me metale - duke matur përbërjen, gravitetin dhe vetitë magnetike të tij. Një nga synimet është të verifikohet nëse asteroidi përmban material bërthame të planetesimales. Origjina e saktë e tij mbetet një çështje e hapur.[26]

Modelet e formimit duhet të shpjegojnë sisteme të tëra: numrin e planetëve, masat e tyre, distancat mes tyre, përbërjen dhe trupat më të vegjël që kanë mbetur. Ndryshimi i shpërndarjes dhe furnizimit me materiale të ngurta, ndikimi i gjigantëve planetarë ose koha e migrimit mund të ndryshojnë njëkohësisht disa rezultate të formimit.[1]

Vetëm nga orbita e një planeti nuk mund të mësojmë si ndodhën këto procese.[1], [9], [19]

Një model i dobishëm formimi nuk riprodhon vetëm një planet të njohur. Ai jep parashikime që mund të krahasohen me të dhënat nga meteoritët, matjet e planetëve, vëzhgimet e disqeve dhe larminë gjithnjë në rritje të sistemeve ekzoplanetare.[1]