מהי הערפילית הקדמונית?

ערפיליות הן עננים בין כוכבים של גז ואבק, וטלסקופ החלל האבל חשף את קיומם של רבים ברחבי שביל החלב. אדווין האבל, שעל שמו נקרא הטלסקופ, קבע כי עננים קיימים מעבר לשביל החלב, אולם מאוחר יותר מדענים זיהו את אלה כגלקסיות עצמאיות שונות מערפיליות בתוך החלב דֶרֶך. על פי תיאוריה פופולרית, מערכת השמש היא תוצאה של קריסת גרביטציה של ערפילית ראשונית כזו.

השערת הערפילית הקדמונית מסייעת למדענים להסביר את מקורה של מערכת השמש. על פי השערה זו, ענן אבק, קרח וגז המסתובב אט אט - הערפילית הקדמונית - החל להתכווץ ונוצר בסופו של דבר לדיסק. כאשר הדיסק התמוטט והחל להסתובב מהר יותר, עיקר המוניו התמקם במרכזו והתחמם, ובסופו של דבר הפך לשמש. אחת הסיבות האפשריות לקריסת הענן הראשונית היא גל ההלם מסופרנובה סמוכה.

כאשר הערפילית הקדמונית השטוחה לדיסקית ורוב המסה שלה נמשכה למרכז, גושי חומר קטנים רחוקים יותר באמצע הדיסק - שנקרא planetesimals - החל להתנגש ולמשוך אבק וסלע כדי לצמוח בסופו של דבר לכוכבי לכת וירחים. זה מסביר מדוע כל כוכבי הלכת סובבים במסלולים כמעט מעגליים, נעים באותו כיוון ובאותו מישור. בתורו, התיאוריה מראה מדוע כוכבי הלכת הפנימיים או היבשתיים הם סלעיים ואילו החיצוניים, או היוביים, הם גזיים, בגלל שפע הקרח והגז כאלמנטים היוצרים כוכבי לכת בשוליים החיצוניים של דִיסק.

על פי התיאוריה, כוכבי הלכת הדמויים הקרובים יותר לשמש המתהווה היו מורכבים בעיקר מסלע ומתכת, חומרים שיצרו כ -0.6 אחוז מהחומר בדיסק. לפיכך, אלה לא יכלו ליצור כוכבי לכת גדולים מאוד ומכיוון שהם משיכת כוח משיכה היה קטן, לא יכול היה למשוך הרבה מימן וגז הליום בחינם. רחוק יותר מהשמש נוצרו כוכבי הלכת מסקלים וגם מסלעים, ומכיוון שהיה יותר קרח, הם יכלו ליצור כוכבי לכת גדולים יותר עם אטמוספרות מימן והליום עבות סביב הסלעים שלהם ליבות. שביטים של חגורת קויפר בפאתי מערכת השמש הם חומר הגלם של כוכבי הלכת. הם לעולם אינם נוצרים לכוכבי לכת מכיוון שצפיפותם נמוכה מדי.

תיאוריית הערפיליות הקדמונית אינה שלמה ואינה מסבירה כיצד נוצרו כוכבי הלכת היבשתיים. זה גם לא מסביר מדוע ונוס מסתובבת לאחור או מדוע הצירים או סיבובם של אורנוס וכוכבי הלכת הננסיים פלוטו וכארון מאונכים לאלה של כוכבי הלכת האחרים. מסלולו האקסצנטרי של פלוטו / כארון הוא פרט חריג נוסף, אך כוכבי הלכת הננסיים התאומים יכולים להיות נודדים שקיימו אינטראקציה עם נפטון ועם כוכבי הלכת היוביים האחרים כדי להתיישב בהווה שלהם מַסלוּל. שאלה חשובה נוספת שתורת הערפיליות הקדמונית אינה עוסקת בהן היא כיצד התעוררו החיים על פני כדור הארץ.