Kada i kako je nastalo naše sunce?

Sunce je nastalo prije 4,6 milijardi godina u divovskom, rotirajućem oblaku plina i prašine koji se naziva solarna maglica.

---

Dok je jučerašnja potpuna pomrčina sunca bila poseban trenutak za razmišljanje o našem mjestu u svemiru, znanstvenici već dugo proučavaju rođenje Sunca i formiranje našeg sunčevog sustava. Kada i kako je nastalo naše sunce? Naš sunčev sustav danas se uglavnom sastoji od središnje zvijezde – naše Sunce – zajedno s unutarnjim sunčevim sustavom s stijenastih planetima, te vanjskim sunčevoim sustavom sa divovskim planetama sasateljenih od plina i leda. Međutim, nije uvijek bilo tako. Ova struktura nije bila predodređena; proizišla je iz turbulentnih procesa koji su oblikovali rani sunčev sustav.

Naš sunčev sustav proizišao je iz gravitacijskog kolapsa masivnog oblaka plina i prašine, koji je bio bogat vodikom, sadržavao malu količinu helija i otprilike jedan posto težih elemenata. Kada se ovaj oblak urušio, većina njegove mase okupila se u centru, postavši temelj za stvaranje Sunca, objašnjava Hanika Rizo, docentica na Odsjeku za znanosti o Zemlji na Sveučilištu Carleton. Kako je proces stvaranja napredovao, Sunce je postupno smanjivalo svoj volumen dok nije dostiglo današnje dimenzije i gustoću. U ovom trenutku, početak fuzije vodika unutar jezgre Sunca pokrenuo je emisiju svjetlosti i topline koju Sunce odašilje. Oko Sunca, manji dio preostale mase formirao je protoplanetarni disk iz kojeg su se kasnije razvili planeti. Postojanje protoplanetarnih diskova, ključnih u procesu formiranja planeta, nije samo teorijska pretpostavka. To potvrđuju i promatranja, poput diskova oko HL Taurija, mlade zvijezde okružene prstenovima i prazninama koje sugeriraju proces stvaranja planeta.

Analiza najranijih čvrstih materijala koji su se kondenzirali iz plina unutar ovog diska daje nam uvid u vrijeme kada se dogodio kolaps koji je doveo do nastanka našeg sunčevog sustava. Ove analize, moguće samo unutar granica našeg sustava, otkrile su da su inkluzije bogate kalcijem i aluminijem (calcium-aluminum rich inclusions – CAI), pronađene u nekim od najstarijih meteorita, stare 4,567.3 milijuna godina, čime se označava početak formiranja sunčevog sustava i rođenje Sunca.

Kolaps molekularnog oblaka

Molekularni oblaci, zbog svoje gustoće, skloni su kolapsu pod utjecajem vlastite gravitacije. No, smatra se da je urušavanje oblaka iz kojeg je proizašlo naše Sunce inicirano udarnim valom prolazne supernove. Taj val ‘stisnuo’ je oblak do mjere kada je započeo njegov kolaps, uslijed čega su se formirali Sunce i planetarni disk koji ga okružuje. Potporu ovoj teoriji daje izotopski sastav specifičnih elemenata pronađenih u pre-solarnim zrncima. U tragovima pronađena u meteoritima, mikroskopska zrnca silicij-karbida otkrivaju izotopske potpise koji se ne mogu objasniti poznatim procesima unutar našeg sunčevog sustava. Ovakvi nalazi upućuju na to da su ta zrnca nastala prije formiranja samog sunčevog sustava. Nakon što ih je eksplozija supernove izbacila u svemir, ova zrnca su krenula na putovanje kroz kozmos sve dok ih gravitacijski kolaps našeg molekularnog oblaka nije zarobio, čuvajući ih unutar meteorita koje danas proučavamo. Ovaj fascinantni uvid ne samo da nam pruža više informacija o porijeklu našeg sunčevog sustava, već i potvrđuje njegovu usko povezanu prošlost s kozmičkim događajima daleko izvan vlastitih granica.

Starost od 4,567 milijardi godina, utvrđena na temelju inkluzija bogatim kalcijem i aluminijem, služi kao referentna točka za utvrđivanje dobi Zemlje. Međutim, razdoblje od nastanka ovih inkluzija do formiranja Zemlje obuhvaća raspon od nekoliko desetaka do nekoliko stotina milijuna godina. Premda je starost našeg sunčevog sustava određena s velikom preciznošću, rasprava o pravoj starosti Zemlje i dalje su aktualne. Glavna prepreka u preciznom određivanju dobi Zemlje leži u njezinoj aktivnosti koja omogućava kontinuiranu regeneraciju njenih najstarijih slojeva, čime se iznova pišu geokronološki podaci.

Većina mase proto-Zemlje, više od 98%, već je bila formirana kada je na planet udario masivni objekt, doprinoseći dodatnih 2% mase i uzrokujući formiranje Mjeseca. Taj ključni događaj, koji se odvio 70 do 120 milijuna godina nakon pojave inkluzija bogatih kalcijem i aluminijem, nudi esencijalne uvide za precizno određivanje starosti Zemlje. Nezavisne metode datiranja, poput analize procesa otvrdnjavanja Zemljinog magmatskog oceana, posljedice tog monumentalnog sudara, daju procjene koje sugeriraju da je Zemljin magmatski ocean postao čvrst između 100 i 150 milijuna godina nakon formiranja Sunca.

Zato su svi koji su se jučer u Sjevernoj Americi zatekli tijekom potpune pomrčine Sunca imali jedinstvenu priliku diviti se veličanstvu i složenosti našeg sunčevog sustava, koji se razvijao više od 4,6 milijardi godina. Jedinstvenost potpunih pomrčina Sunca, koje se mogu promatrati isključivo sa Zemlje, ističe nevjerojatnu kozmičku igru slučaja: Sunce je približno 400 puta veće od Mjeseca, koji je ujedno i 400 puta bliže Zemlji nego što je Sunce udaljeno.