Първото нещо, което си купих със собствени пари, бе глобус. Бях може би на 5 години и бях особено развълнуван да го отнеса вкъщи. Бързо открих, че можеш да го въртиш в посоката, в която реално се върти и Земята.

Съществува въображаема линия между Северния и Южния полюс. Наричаме я ос на въртене. За Земята тя сочи към една ярка звезда – Полярната – която се вижда в ясни нощи в Северното полукълбо.

Спътникови снимки показват как Земята се върти около оста си в рамките на един ден. Източник: NASA/EPIC, редактирано от Tdadamemd.

Ако искате да разберете накъде се върти земното кълбо, направете глуповатия знак „вдигнат палец“ с дясната си ръка. Представете си, че палецът ви е оста на въртене на Земята, насочена към Северния полюс. Пръстите ви ще се свият по естествен начин около ръката ви, а посоката, в която са насочени, показват как се върти Земята.

На всеки 24 часа Земята извършва пълна ротация, въртейки се от запад на изток, поради което Слънцето изгрява на изток и залязва на запад, а звездите през нощта изглеждат така, сякаш се движат по небосвода.

За да разберем защо се случва това, нека видим какво можем да научим от други тела в космоса.

Всичко се върти

Слънцето също се върти. Всъщност то се върти в същата посока, в която и Земята.

Нещо повече, Земята обикаля около Слънцето в същата посока, както и всички останали планети и над един милион астероиди и планети джуджета.

Повечето от тях също се въртят в същата посока, като Юпитер и Сатурн правят това доста по-бързо от Земята – нужни са им едва около 10 часа, за да извършат една ротация. Въртенето на Сатурн е малко наклонено и поради тази нашият изглед към пръстените се променя с течение на времето.

Космическият апарат "Касини" направи това изображение, на което се виждат част от пръстените на Сатурн, съставени от милиарди малки парчета лед и скали, и пет от неговите луни. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Съществуват две странни изключения: Изглежда, че Уран се е преобърнал настрани. Никой не знае как точно. Може би се е сблъскал с друга планета. Венера също е странна - тя се върти наобратно. Не знаем със сигурност дали се е формирала по този начин (или е била ударена). Повечето учени сега смятат, че въртенето ѝ се е преобърнало с течение на времето заради приливните сили на Слънцето и гъстата атмосфера на Венера.

Всичко това кара астрономи като мен да се питат: „Съществува ли нещо в начина, по който Слънчевата система се е формирала, което да е наложило тази посока на въртене?“.

Раждането на една звезда

За да открием повече информация по въпроса, можем да разгледаме една млада звезда, която тепърва образува своята система от планети.

Една от известните подобни звезди се нарича Бета Пикторис. Тя е заобиколена от тънък диск от прах, газ и малки парченца, наречени планетезимали; те варират по размер от песъчинка до може би цели планини. Астрономите са почти сигурни, че дискът се е образувал от материал, останал при раждането на звездата.

Всяка звезда се ражда от облак газ и прах, който се движи в пространството, заобиколен от други подобни облаци. Силата на гравитацията кара тези облаци да се придърпват един към друг, докато се движат, което ги кара бавно да се въртят.

Дори когато един от тези облаци се срине и образува звезда, той продължава да се върти. Звездата се формира, докато се върти в центъра на плоска палачинка от въртящ се газ и прах, наречена протопланетарен диск. Всичко това - звездата, газът и прахът - се върти в една и съща посока.

Рисунка на художник показва как може да изглежда планета, която обикаля около Бета Пикторис. Източник: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org), CC BY

Космическият телескоп "Хъбъл" направи реални снимки на Бета Пикторис. Астрономите блокираха светлината от звездата на снимката, за да се вижда протопланетният диск. Източник: Дейвид Голимовски/Университет "Джонс Хопкинс", NASA, ЕКА

Астрономите смятат, че в ранните си години нашата Слънчева система е приличала много на Бета Пикторис.

Смятаме, че във вътрешността на диска газът и прахът могат да се слепват в процес, наречен акреция. Когато една планета бебе започне да расте, тя става по-тежка и гравитацията ѝ привлича все повече и повече малки парчета.

Когато планетата бебе стане достатъчно масивна, силата на гравитацията започва да я смачква и я прави по-плътна. Поради това, подобно на фигурист, който свива ръцете към тялото си, за да се върти по-бързо, планетата ускорява ротацията си. Повишаването на налягането в ядрото води до разтапянето му. По-плътните материали потъват към ядрото, а по-леките изплуват към повърхността на планетата. В крайна сметка се получава планета с желязно ядро, заобиколено от скали, а по външните части може би има неща като вода и лед.

Това виждаме в нашата Слънчева система.

Какво ще стане, ако Земята не се върти?

Въртенето на Земята е важно за живота. Заради него имаме ден и нощ. То е важно и за океанските приливи и отливи. Без ежедневните приливи и отливи на водата животът вероятно никога нямаше да може да излезе от морето на сушата.

И така, астрономите смятат, че Земята се върти, защото цялата Слънчева система вече се е въртяла, когато Земята се е формирала - но все още има много въпроси за това как въртенето на планетите се променя с течение на времето и как то влияе на еволюцията на живота. Сега, когато са известни повече от 5000 планети извън Слънчевата система, бъдещите учени ще бъдат заети с тяхното изследване.

Автор: Силас Лейкок (Silas Laycock), професор по астрономия. Университет на Масачузетс-Лоуел (University of Massachusetts).

Тази статия е препубликувана от The Conversation под лиценза Creative Commons и преведена от Obekti.bg с любезното съгласие на нейния автор. Прочетете оригиналната статия тук.