Transcription

• Alexander Brandeker

  Hur bildas planeter?

• Susanna Lewenhaupt

  Hello World presenterar Har vi åkt i mars än? Junior Programmet där vi besvarar dina frågor om rymden. Jag heter Susanna Levenhout.

• Marcus Pettersson

  Jag heter Marcus Pettersson. I vårt solsystem snurrar åtta planeter runt vår alldeles egna stjärna, solen. I vår galax, Vintergatan, finns det hundratals miljarder andra stjärnor. Och det går inte ens att räkna hur många galaxer det finns där ute i hela universum.

• Susanna Lewenhaupt

  Det är alltså väldigt många stjärnor där ute. Och nästan alla har, precis som vår sol, ett antal planeter runt sig. Men varför har de det? Hur bildas en planet egentligen?

• Marcus Pettersson

  Vi bad Alexis Brandecker förklaga för oss hur det går till med planetbildning. Han är astronom på Stockholms universitet och expert på just detta. Alexis, hur bildas en planet och ett planetsystem?

• Alexander Brandeker

  Ja, man tror att planetsystem är en bieffekt av stjärnbildning. Där stjärnor bildas ur stora gasmål i galaxen. Galaxen är inte helt tom vad det gäller... Rymden mellan stjärnorna kan man säga är inte helt tom utan där finns det gas och stoff. Om det råkar vara så att det finns tillräckligt mycket stoff på någon plats så är gravitationen så stor att den här gasen kan börja dra ihop sig. Tyngdkraften hos gasen kan bli självgraviterande. Det som händer då är att den blir tätare och tätare. Men inte bara det utan den börjar även rotera snabbare. Det här har att göra med lagen om rörelsemängdsmomentets bevarande. Det är samma effekt som när en skridskoprinsessa försöker göra en pirouette. Hon börjar med att långsamt rotera med händerna vitt utsträckta och sen så får hon upp fart, rotationsfart, genom att dra ihop händerna och då får hon upp farten. Rörelsemängdsmomentet är helt enkelt hur snabbt man roterar givet en viss massa. Om man roterar så här och sen så drar man ihop massan, då börjar man rotera snabbare på grund av att rörelsemängdsmomentet ska vara konserverat eller ska vara samma. Det här gör då att ju mer man krymper ett stort gasmål, om du har en liten gasmål, liten rotationsrörelse i början så förstärks den enormt. Så att den börjar rotera snabbare och snabbare ju mer man krymper. Och en stjärna är ju bra mycket mindre än det stora gasmål som den bildas ifrån. Och det betyder att den här stjärnan skulle rotera otroligt snabbt. Men det som händer istället är att det bildas en skiva runt stjärnan ifrån det här gasmålet som då har det här rörelsemängdsmomentet i skivan. Och ur den här skivan så kondenserar så småningom planeten ut.

• Marcus Pettersson

  Så först bildas själva stjärnan ur ett stort moln av gas. Molnet drar ihop sig och snurrar snabbare och snabbare ju mindre och mer kompakt det blir.

• Susanna Lewenhaupt

  Men istället för att all gas samlas i en supersnabb snurrande boll så bildas en skiva runt stjärnan. Solen är skridskoprinsessen och skivan är armarna som hon sträcker ut i luften. Men vad består skivan av?

• Alexander Brandeker

  Skivan består av i princip samma sak som molnet som den bildades ur, kollapsade molnet, det vill säga gas och stoffskorn, små dammkorn helt enkelt. Men det som ändrar sig när gasen blir så koncentrerad är just att de här små partiklarna, stoffpartiklarna i skivan, de blir så täta att de börjar kollidera med varandra lite oftare och bygga upp större och större partiklar. Till slut så blir de så stora att man kan kalla dem planeter.

• Susanna Lewenhaupt

  Så stoftet och gasen i skivan runt stjärnan klumpar ihop sig och blir planeter.

• Marcus Pettersson

  Men vad är det som avgör vad som hamnar var? Finns det några fysiska lagar som styr det?

• Alexander Brandeker

  Ja, det är flera saker som samverkar förstås. Gravitation är ju den absolut viktigaste lagen kanske. För det är den som gör att allting drar ihop sig. Men sen har vi flera andra saker som påverkar det. Till exempel är stjärnan självt påverkar hur skivan uppför sig. Framförallt gasen i skivan. För om stjärnan är väldigt varm till exempel så hindrar det lättflyktiga ämnen från att kondensera nära stjärnan. För att det är för varmt helt enkelt. Medan på längre avstånd ifrån stjärnan så kan man bilda is och sånt. Och is är väldigt bra på att kleva ihop sig. Så att om man kan bilda is så kan man lättare bygga större planeter. Och det är en av anledningarna som man tror att i solsystemet så har vi stora planeter långt ut i solsystemet. Och lättare planeter nära solen. Om vi tänker oss på vårt avstånd så är vi, jordens avstånd från solen, i snitt varmare än nollgraden. Så att is befinner sig i vattenflytande form. Hade vi inte haft någon atmosfär så hade det blivit vattenånga direkt. Så man måste gå ut lite i solsystemet just för att vatten ska frysa till is. Om man inte har någon atmosfär då är vattnet i form av antingen vattenånga eller is. Det finns inget flytande vatten. För att ha flytande vatten måste man ha en atmosfär. Så i den här tidiga gasskivan så finns en gräns som man brukar kalla för snögränsen. Där innanför var det vattenånga och utanför var det snö eller is. Den här snögränsen bestämmer hur mycket material som fanns tillgängligt för att bilda planeter. Just för att vatten är ett väldigt effektivt bindemedel när man bygger planeter.

• Susanna Lewenhaupt

  Okej, så gravitationen gör att partiklarna dras mot varandra och klumpar ihop sig. Och temperaturen avgör var i systemet de olika typerna av planeter bildas.

• Marcus Pettersson

  Och att vi har flytande vatten på jorden beror på att vi har en atmosfär. Men varför har vissa planeter det?

• Alexander Brandeker

  Ja, planeter har ju en tendens att få en atmosfär. Det som händer är att gas som kommer i närheten av en planet kan fångas in av planetens gravitation till exempel. Men just jordliga planeter, det som händer är lite tvärtom. Det är utgasning från planetens inre som under planetens tidiga bildande bidrog till att skapa den här atmosfären. På Jupiter och Saturn som har enorma atmosfärer kan man nästan se dem som rena atmosfärsplaneter. Men bara atmosfärer, inte så mycket kärna. På de planeterna är det förmodligen så att gasen samlades in av planeten. I början byggde man en tung kärna som var tillräckligt tung för att samla in gas från skivan. Den här gasen bidrog sen till massan av planeten som gjorde att de blev ännu tyngre och var ännu duktigare på att samla in mer gas. Och så blev det en sån här process som en galopperande insamlingsprocess som till slut ledde till att de blev jättestora och jättetunga och hade jättemycket gas.

• Susanna Lewenhaupt

  Stora planeter bildas alltså långt ut i systemet eftersom det är kallare där, vilket gör att det finns mer material att bygga planeten av. Och ju tyngre planeten är, desto större blir gravitationen, vilket gör att... drar till sig ännu mer. Och så blir det stora gas- eller atmosfärsplaneter som Jupiter och Saturnus.

• Marcus Pettersson

  Till skillnad från hur det funkar här på jorden där atmosfärens gas alltså kommer inifrån själva planeten och hålls på plats med hjälp av vår lite mer måttliga gravitation.

• Susanna Lewenhaupt

  Okej, men hur lång tid tar det här egentligen?

• Alexander Brandeker

  Man kan säga att den första processen, den här första kollapsen, den går väldigt snabbt. Den kanske tar bara 10 000 år eller någonting. Och det är väldigt snabbt. Och sen så kommer det någon slags jämviktstadium där det går långsammare. Och just när den här stjärnan bildas och planeten bildas ur skivan. Det är då en process som tar allt mellan några miljoner år till typ 100 miljoner år. Men man kan säga att i solsystemet har det tagit uppemot några... Alltså jordlika planeter tar uppemot 100 miljoner år kanske att bilda. Medan lite tyngre planeter tar mycket kortare tid. Man kan kanske tycka att det är lite motsägelsefullt men tyngre planeter går snabbare och lätta planeter går långsammare.

• Susanna Lewenhaupt

  När avstannar byggandet av planeten? När är planeten klar?

• Alexander Brandeker

  Den avstannar när det står slut på material helt enkelt. Det är så enkelt. Ofta händer det när man har dammsiget upp. upp allt material i den bana som planeten går runt stjärnan.

• Marcus Pettersson

  Så när en stjärna blir till skapas alltså en skiva runt den med material som i sin tur bildar planeterna.

• Susanna Lewenhaupt

  Hur långt ifrån stjärnan de olika planeterna hamnar beror på vilket material som finns just där. Generellt sett hamnar tunga planeter längre bort från stjärnan än lättare planeter.

• Marcus Pettersson

  Och för att en planet ska få en atmosfär så krävs det antingen att gas kommer inifrån själva planeten och hålls kvar vid ytan med hjälp av gravitationen. Eller att planetens gravitation är så stor att den drar till sig gas utifrån.

• Susanna Lewenhaupt

  Och allt detta händer alltså inte över en natt. Det tar miljontals år för ett solsystem att bli färdigt.

• Marcus Pettersson

  Vill du veta mer om hur planeter och stjärnor bildas? Gå in på... www.helloworld.se och klicka dig vidare till den här podden. Där hittar du en längre intervju med Alexis Brandekor om just planetbildning. Och du hittar fler andra avsnitt om planeter, stjärnor, galaxer och oändligheten. Jag heter Marcus Pettersson.

• Susanna Lewenhaupt

  Jag heter Susanna Levenhaupt.

• Marcus Pettersson

  Har vi åkt till Marsen Junior, produceras för Hello World i samarbete med Teknikföretagen.

• Speaker #3

  Hallå, programmet gjordes av Rundfunk Media.