Formação e evolução do Sistema Solar - Formation and evolution of the Solar System

Concepção artística de um disco protoplanetário

A formação e evolução do Sistema Solar começaram cerca de 4,5 bilhões de anos atrás com o colapso gravitacional de uma pequena parte de uma nuvem molecular gigante . A maior parte da massa em colapso se reuniu no centro, formando o Sol , enquanto o resto se achatou em um disco protoplanetário a partir do qual se formaram os planetas , luas , asteróides e outros pequenos corpos do Sistema Solar .

Este modelo, conhecido como hipótese nebular , foi desenvolvido pela primeira vez no século 18 por Emanuel Swedenborg , Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace . Seu desenvolvimento subsequente entrelaçou uma variedade de disciplinas científicas, incluindo astronomia , química , geologia , física e ciências planetárias . Desde o início da era espacial na década de 1950 e a descoberta de planetas extrasolares na década de 1990, o modelo foi desafiado e refinado para dar conta de novas observações.

O Sistema Solar evoluiu consideravelmente desde sua formação inicial. Muitas luas se formaram a partir de discos circulantes de gás e poeira em torno de seus planetas pais, enquanto outras luas se formaram independentemente e, mais tarde, foram capturadas por seus planetas. Outros ainda, como a Lua da Terra , podem ser o resultado de colisões gigantes . As colisões entre corpos têm ocorrido continuamente até os dias atuais e têm sido centrais para a evolução do Sistema Solar. As posições dos planetas podem ter mudado devido às interações gravitacionais. Acredita-se agora que essa migração planetária foi responsável por grande parte da evolução inicial do Sistema Solar.

Em cerca de 5 bilhões de anos, o Sol se resfriará e expandirá muitas vezes seu diâmetro atual (tornando-se uma gigante vermelha ), antes de se desprender de suas camadas externas como uma nebulosa planetária e deixar para trás um remanescente estelar conhecido como anã branca . Em um futuro distante, a gravidade das estrelas que passam reduzirá gradualmente o séquito de planetas do Sol. Alguns planetas serão destruídos, outros lançados no espaço interestelar . No final das contas, ao longo de dezenas de bilhões de anos, é provável que o Sol fique sem nenhum dos corpos originais em órbita ao seu redor.

História

Pierre-Simon Laplace , um dos criadores da hipótese nebular

Idéias sobre a origem e o destino do mundo datam dos primeiros escritos conhecidos; entretanto, durante quase todo esse tempo, não houve tentativa de vincular tais teorias à existência de um "Sistema Solar", simplesmente porque não se pensava geralmente que o Sistema Solar, no sentido que agora o entendemos, existisse. O primeiro passo em direção a uma teoria da formação e evolução do Sistema Solar foi a aceitação geral do heliocentrismo , que colocava o Sol no centro do sistema e a Terra em órbita ao seu redor. Este conceito se desenvolveu por milênios ( Aristarco de Samos o sugeriu já em 250 aC), mas não foi amplamente aceito até o final do século XVII. O primeiro uso registrado do termo "Sistema Solar" data de 1704.

A teoria padrão atual para a formação do Sistema Solar, a hipótese nebular , caiu em desuso desde sua formulação por Emanuel Swedenborg , Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace no século XVIII. A crítica mais significativa à hipótese era sua aparente incapacidade de explicar a relativa falta de momento angular do Sol em comparação com os planetas. No entanto, desde o início da década de 1980, estudos com estrelas jovens mostraram que elas estavam rodeadas por discos frios de poeira e gás, exatamente como prevê a hipótese nebular, o que levou à sua reatribuição.

A compreensão de como se espera que o Sol continue a evoluir exigia uma compreensão da fonte de sua energia. A confirmação de Arthur Stanley Eddington da teoria da relatividade de Albert Einstein o levou a perceber que a energia do Sol vem de reações de fusão nuclear em seu núcleo, fundindo hidrogênio em hélio. Em 1935, Eddington foi além e sugeriu que outros elementos também poderiam se formar dentro das estrelas. Fred Hoyle elaborou essa premissa argumentando que estrelas evoluídas chamadas gigantes vermelhas criaram muitos elementos mais pesados ​​do que o hidrogênio e o hélio em seus núcleos. Quando uma gigante vermelha finalmente se desprende de suas camadas externas, esses elementos seriam reciclados para formar outros sistemas estelares.

Formação

Nebulosa pré-solar

A hipótese nebular diz que o Sistema Solar se formou a partir do colapso gravitacional de um fragmento de uma nuvem molecular gigante . A nuvem tinha cerca de 20  parsec (65 anos-luz) de diâmetro, enquanto os fragmentos tinham cerca de 1 parsec (três e um quarto de ano-luz ). O colapso adicional dos fragmentos levou à formação de núcleos densos de 0,01–0,1 parsec (2.000–20.000  UA ) de tamanho. Um desses fragmentos em colapso (conhecido como nebulosa presolar ) formou o que se tornou o Sistema Solar. A composição desta região com uma massa logo acima da do Sol ( M ) era aproximadamente a mesma do Sol hoje, com hidrogênio , junto com hélio e vestígios de lítio produzidos pela nucleossíntese do Big Bang , formando cerca de 98% de sua massa. Os 2% restantes da massa consistiam em elementos mais pesados que foram criados pela nucleossíntese nas gerações anteriores de estrelas. No final da vida dessas estrelas, elas ejetaram elementos mais pesados ​​para o meio interestelar .

Imagem do Hubble de discos protoplanetários na Nebulosa de Órion , um "berçário estelar" de anos-luz de largura, provavelmente muito semelhante à nebulosa primordial a partir da qual o Sol se formou

As inclusões mais antigas encontradas em meteoritos , que provavelmente rastrearam o primeiro material sólido a se formar na nebulosa pré-solar, têm 4.568,2 milhões de anos, que é uma definição da idade do Sistema Solar. Estudos de meteoritos antigos revelam vestígios de núcleos filhos estáveis ​​de isótopos de vida curta, como o ferro-60 , que só se forma em estrelas explosivas de vida curta. Isso indica que uma ou mais supernovas ocorreram nas proximidades. Uma onda de choque de uma supernova pode ter desencadeado a formação do Sol, criando regiões relativamente densas dentro da nuvem, fazendo com que essas regiões entrassem em colapso. Como apenas estrelas massivas e de vida curta produzem supernovas, o Sol deve ter se formado em uma grande região de formação de estrelas que produziu estrelas massivas, possivelmente semelhantes à Nebulosa de Orion . Estudos da estrutura do cinturão de Kuiper e dos materiais anômalos dentro dele sugerem que o Sol se formou dentro de um aglomerado de entre 1.000 e 10.000 estrelas com um diâmetro entre 6,5 e 19,5 anos-luz e uma massa coletiva de 3.000  M . Este cluster começou a se separar entre 135 milhões e 535 milhões de anos após a formação. Várias simulações de nosso jovem Sol interagindo com estrelas que passam perto ao longo dos primeiros 100 milhões de anos de sua vida produzem órbitas anômalas observadas no Sistema Solar exterior, como objetos destacados .

Por causa da conservação do momento angular , a nebulosa girou mais rápido ao entrar em colapso. À medida que o material dentro da nebulosa se condensava, os átomos dentro dela começaram a colidir com frequência crescente, convertendo sua energia cinética em calor . O centro, onde a maior parte da massa se acumulou, tornou-se cada vez mais quente do que o disco circundante. Ao longo de cerca de 100.000 anos, as forças concorrentes de gravidade, pressão de gás, campos magnéticos e rotação fizeram com que a nebulosa em contração se achatasse em um disco protoplanetário giratório com um diâmetro de cerca de 200 UA e formasse uma proto -estrela quente e densa (uma estrela em que o hidrogênio a fusão ainda não começou) no centro.

Neste ponto de sua evolução , acredita-se que o Sol tenha sido uma estrela T Tauri . Estudos de estrelas T Tauri mostram que elas são frequentemente acompanhadas por discos de matéria pré-planetária com massas de 0,001–0,1  M . Esses discos se estendem por várias centenas de  UA - o Telescópio Espacial Hubble observou discos protoplanetários de até 1000 UA de diâmetro em regiões de formação de estrelas , como a Nebulosa de Órion - e são bastante frios, atingindo uma temperatura de superfície de apenas cerca de 1.000 K (730 ° C; 1.340 ° F) no seu ponto mais quente. Em 50 milhões de anos, a temperatura e a pressão no centro do Sol tornaram-se tão grandes que seu hidrogênio começou a se fundir, criando uma fonte interna de energia que neutralizou a contração gravitacional até que o equilíbrio hidrostático fosse alcançado. Isso marcou a entrada do Sol na primeira fase de sua vida, conhecida como sequência principal . As estrelas da sequência principal derivam energia da fusão de hidrogênio em hélio em seus núcleos. O Sol continua sendo uma estrela da seqüência principal hoje. Como o sistema solar inicial continuou a evoluir, ele eventualmente se afastou de seus irmãos no berçário estelar e continuou orbitando o centro da Via Láctea por conta própria.

Formação dos planetas

Pensa-se que os vários planetas se formaram a partir da nebulosa solar, a nuvem de gás e poeira em forma de disco que sobrou da formação do Sol. O método atualmente aceito pelo qual os planetas são formados é o acréscimo , no qual os planetas começaram como grãos de poeira em órbita ao redor da proto-estrela central. Por meio do contato direto e da auto-organização , esses grãos se formaram em aglomerados de até 200 m (660 pés) de diâmetro, que por sua vez colidiram para formar corpos maiores ( planetesimais ) de aproximadamente 10 km (6,2 mi) de tamanho. Estes aumentaram gradualmente por meio de novas colisões, crescendo a uma taxa de centímetros por ano ao longo dos próximos milhões de anos.

O Sistema Solar interno , a região do Sistema Solar dentro de 4 UA, era quente demais para que as moléculas voláteis como água e metano se condensassem, então os planetesimais que se formaram lá só poderiam se formar a partir de compostos com altos pontos de fusão, como metais (como o ferro , níquel e alumínio ) e silicatos rochosos . Esses corpos rochosos se tornariam os planetas terrestres ( Mercúrio , Vênus , Terra e Marte ). Esses compostos são bastante raros no Universo, compreendendo apenas 0,6% da massa da nebulosa, então os planetas terrestres não poderiam crescer muito. Os embriões terrestres cresceram até cerca de 0,05 massas terrestres ( M 🜨 ) e pararam de acumular matéria cerca de 100.000 anos após a formação do Sol; colisões e fusões subsequentes entre esses corpos do tamanho de planetas permitiram que os planetas terrestres crescessem até seus tamanhos atuais (veja planetas terrestres abaixo).

Quando os planetas terrestres estavam se formando, eles permaneceram imersos em um disco de gás e poeira. O gás era parcialmente suportado pela pressão e, portanto, não orbita o Sol tão rapidamente quanto os planetas. O arrasto resultante e, mais importante, as interações gravitacionais com o material circundante causaram uma transferência de momento angular e, como resultado, os planetas gradualmente migraram para novas órbitas. Os modelos mostram que as variações de densidade e temperatura no disco governaram essa taxa de migração, mas a tendência geral era que os planetas internos migrassem para dentro à medida que o disco se dissipava, deixando os planetas em suas órbitas atuais.

Os planetas gigantes ( Júpiter , Saturno , Urano e Netuno ) formaram-se mais além, além da linha de gelo , que é o ponto entre as órbitas de Marte e Júpiter onde o material é frio o suficiente para que os compostos gelados voláteis permaneçam sólidos. Os gelos que formaram os planetas jupiterianos eram mais abundantes do que os metais e silicatos que formaram os planetas terrestres, permitindo que os planetas gigantes crescessem o suficiente para capturar hidrogênio e hélio, os elementos mais leves e abundantes . Os planetesimais além da linha de geada acumularam até 4  M 🜨 em cerca de 3 milhões de anos. Hoje, os quatro planetas gigantes representam pouco menos de 99% de toda a massa que orbita o sol. Os teóricos acreditam que não é por acaso que Júpiter está logo além da linha de gelo. Como a linha de gelo acumulou grandes quantidades de água por meio da evaporação do material gelado em queda, ela criou uma região de pressão mais baixa que aumentou a velocidade das partículas de poeira em órbita e interrompeu seu movimento em direção ao sol. Na verdade, a linha de gelo agiu como uma barreira que fez com que o material se acumulasse rapidamente a ~ 5 UA do sol. Esse excesso de material se aglutinou em um grande embrião (ou núcleo) da ordem de 10  M 🜨 , que começou a acumular um envelope por meio do acréscimo de gás do disco circundante a uma taxa sempre crescente. Uma vez que a massa do envelope tornou-se quase igual à massa do núcleo sólido, o crescimento prosseguiu muito rapidamente, atingindo cerca de 150 massas terrestres ~ 10 5  anos depois e finalmente chegando a 318  M 🜨 . Saturno pode dever sua massa substancialmente menor simplesmente por ter se formado alguns milhões de anos depois de Júpiter, quando havia menos gás disponível para consumir.

Estrelas T Tauri, como o jovem Sol, têm ventos estelares muito mais fortes do que estrelas mais estáveis ​​e mais velhas. Acredita-se que Urano e Netuno se formaram após Júpiter e Saturno, quando o forte vento solar havia soprado para longe grande parte do material do disco. Como resultado, esses planetas acumularam pouco hidrogênio e hélio - não mais do que 1  M 🜨 cada. Urano e Netuno são às vezes chamados de núcleos com falha. O principal problema com as teorias de formação para esses planetas é a escala de tempo de sua formação. Nas localizações atuais, levaria milhões de anos para que seus núcleos se acumulassem. Isso significa que Urano e Netuno podem ter se formado mais perto do Sol - perto ou mesmo entre Júpiter e Saturno - e posteriormente migrado ou ejetado para fora (veja a migração planetária abaixo). O movimento na era planetesimal não era totalmente voltado para o Sol; o retorno da amostra Stardust do Comet Wild 2 sugeriu que os materiais da formação inicial do Sistema Solar migraram do interior mais quente do Sistema Solar para a região do cinturão de Kuiper.

Depois de entre três e dez milhões de anos, o vento solar do jovem Sol teria removido todo o gás e poeira do disco protoplanetário, soprando-o no espaço interestelar, encerrando assim o crescimento dos planetas.

Evolução subsequente

Os planetas foram originalmente pensados ​​para terem se formado em ou perto de suas órbitas atuais. Isso tem sido questionado nos últimos 20 anos. Atualmente, muitos cientistas planetários pensam que o Sistema Solar pode ter parecido muito diferente após sua formação inicial: vários objetos pelo menos tão massivos quanto Mercúrio estavam presentes no Sistema Solar interno, o Sistema Solar externo era muito mais compacto do que é agora, e o cinturão de Kuiper estava muito mais perto do sol.

Planetas terrestres

No final da época de formação planetária, o Sistema Solar interno era povoado por embriões planetários do tamanho de 50-100 Lua a Marte . O crescimento posterior só foi possível porque esses corpos colidiram e se fundiram, o que levou menos de 100 milhões de anos. Esses objetos teriam interagido gravitacionalmente uns com os outros, puxando as órbitas uns dos outros até que colidiram, ficando cada vez maiores até que os quatro planetas terrestres que conhecemos hoje tomaram forma. Acredita-se que uma dessas colisões gigantes tenha formado a Lua (ver Luas abaixo), enquanto outra removeu o envelope externo do jovem Mercúrio .

Uma questão não resolvida com este modelo é que ele não pode explicar como as órbitas iniciais dos planetas proto-terrestres, que precisariam ser altamente excêntricas para colidir, produziram as órbitas notavelmente estáveis ​​e quase circulares que têm hoje. Uma hipótese para esse "despejo de excentricidade" é que os terrestres se formaram em um disco de gás ainda não expelido pelo sol. O " arrasto gravitacional " desse gás residual teria eventualmente reduzido a energia dos planetas, suavizando suas órbitas. No entanto, esse gás, se existisse, teria evitado que as órbitas dos planetas terrestres se tornassem tão excêntricas em primeiro lugar. Outra hipótese é que o arrasto gravitacional ocorreu não entre os planetas e o gás residual, mas entre os planetas e os pequenos corpos restantes. À medida que os grandes corpos se moviam na multidão de objetos menores, os objetos menores, atraídos pela gravidade dos planetas maiores, formavam uma região de maior densidade, uma "esteira gravitacional", no caminho dos objetos maiores. Ao fazê-lo, o aumento da gravidade da esteira desacelerou os objetos maiores em órbitas mais regulares.

Cinturão de asteróides

A borda externa da região terrestre, entre 2 e 4 UA do Sol, é chamada de cinturão de asteróides . O cinturão de asteróides continha inicialmente matéria mais do que suficiente para formar 2-3 planetas semelhantes à Terra e, de fato, um grande número de planetesimais formados lá. Tal como acontece com os terrestres, os planetesimais nesta região mais tarde coalesceram e formaram embriões planetários do tamanho de 20-30 da Lua a Marte ; no entanto, a proximidade de Júpiter significou que após a formação deste planeta, 3 milhões de anos após o Sol, a história da região mudou dramaticamente. As ressonâncias orbitais com Júpiter e Saturno são particularmente fortes no cinturão de asteróides, e as interações gravitacionais com embriões mais massivos espalharam muitos planetesimais nessas ressonâncias. A gravidade de Júpiter aumentou a velocidade dos objetos dentro dessas ressonâncias, fazendo com que se quebrassem ao colidirem com outros corpos, em vez de se acumularem.

Conforme Júpiter migrou para o interior seguindo sua formação (veja a migração planetária abaixo), as ressonâncias teriam varrido o cinturão de asteróides, excitando dinamicamente a população da região e aumentando suas velocidades em relação umas às outras. A ação cumulativa das ressonâncias e dos embriões espalhou os planetesimais para longe do cinturão de asteróides ou excitou suas inclinações e excentricidades orbitais . Alguns desses embriões massivos também foram ejetados por Júpiter, enquanto outros podem ter migrado para o interior do Sistema Solar e desempenhado um papel no acréscimo final dos planetas terrestres. Durante este período de esgotamento primário, os efeitos dos planetas gigantes e embriões planetários deixaram o cinturão de asteróides com uma massa total equivalente a menos de 1% da Terra, composta principalmente de pequenos planetesimais. Isso ainda é 10–20 vezes mais do que a massa atual no cinturão principal, que agora é cerca de 0,0005  M 🜨 . Acredita-se que um período de esgotamento secundário que trouxe o cinturão de asteróides para perto de sua massa atual ocorreu quando Júpiter e Saturno entraram em uma ressonância orbital temporária 2: 1 (veja abaixo).

O período de impactos gigantes do Sistema Solar interno provavelmente desempenhou um papel na aquisição de seu conteúdo de água atual (~ 6 × 10 21  kg) do cinturão de asteróides. A água é muito volátil para estar presente na formação da Terra e deve ter sido subsequentemente fornecida por partes externas e mais frias do Sistema Solar. A água provavelmente foi entregue por embriões planetários e pequenos planetesimais lançados para fora do cinturão de asteróides por Júpiter. Uma população de cometas do cinturão principal descoberta em 2006 também foi sugerida como uma possível fonte de água da Terra. Em contraste, cometas do cinturão de Kuiper ou de regiões mais distantes distribuíram não mais do que cerca de 6% da água da Terra. A hipótese da panspermia sustenta que a própria vida pode ter sido depositada na Terra dessa forma, embora essa ideia não seja amplamente aceita.

Migração planetária

De acordo com a hipótese nebular, os dois planetas externos podem estar no "lugar errado". Urano e Netuno (conhecidos como " gigantes de gelo ") existem em uma região onde a densidade reduzida da nebulosa solar e tempos orbitais mais longos tornam sua formação altamente implausível. Em vez disso, acredita-se que os dois se formaram em órbitas próximas a Júpiter e Saturno (conhecidos como " gigantes gasosos "), onde havia mais material disponível, e que migraram para suas posições atuais ao longo de centenas de milhões de anos.

Simulação mostrando planetas externos e cinturão de Kuiper:
a) Antes de Júpiter / Saturno 2: 1 ressonância
b) Dispersão de objetos do cinturão de Kuiper no Sistema Solar após a mudança orbital de Netuno
c) Após a ejeção dos corpos do cinturão de Kuiper por Júpiter
  Órbita de Júpiter
  Órbita de Saturno
  Órbita de Urano
  Órbita de Netuno

A migração dos planetas externos também é necessária para explicar a existência e as propriedades das regiões ultraperiféricas do Sistema Solar. Além de Netuno , o Sistema Solar continua no cinturão de Kuiper , no disco espalhado e na nuvem de Oort , três populações esparsas de pequenos corpos gelados que se acredita serem os pontos de origem da maioria dos cometas observados . À sua distância do Sol, a acumulação era muito lenta para permitir que os planetas se formassem antes da dispersão da nebulosa solar e, portanto, o disco inicial não tinha densidade de massa suficiente para se consolidar em um planeta. O cinturão de Kuiper fica entre 30 e 55 UA do Sol, enquanto o disco mais distante espalhado se estende por mais de 100 UA, e a distante nuvem de Oort começa a cerca de 50.000 UA. Originalmente, no entanto, o cinturão de Kuiper era muito mais denso e próximo do Sol, com uma borda externa de aproximadamente 30 UA. Sua borda interna teria estado logo além das órbitas de Urano e Netuno, que por sua vez estavam muito mais perto do Sol quando se formaram (provavelmente na faixa de 15-20 UA), e em 50% das simulações acabaram no oposto locais, com Urano mais longe do Sol do que Netuno.

De acordo com o modelo de Nice , após a formação do Sistema Solar, as órbitas de todos os planetas gigantes continuaram mudando lentamente, influenciadas por sua interação com o grande número de planetesimais remanescentes. Após 500-600 milhões de anos (cerca de 4 bilhões de anos atrás) Júpiter e Saturno caíram em uma ressonância 2: 1: Saturno orbitou o Sol uma vez para cada duas órbitas de Júpiter. Essa ressonância criou um impulso gravitacional contra os planetas externos, possivelmente fazendo com que Netuno passasse por Urano e entrasse no antigo cinturão de Kuiper. Os planetas espalharam a maioria dos pequenos corpos gelados para dentro, enquanto se moviam para fora. Esses planetesimais então se espalharam para fora do próximo planeta que encontraram de maneira semelhante, movendo as órbitas dos planetas para fora enquanto eles se moviam para dentro. Esse processo continuou até que os planetesimais interagiram com Júpiter, cuja imensa gravidade os enviou a órbitas altamente elípticas ou mesmo os ejetou diretamente do Sistema Solar. Isso fez com que Júpiter se movesse ligeiramente para dentro. Esses objetos espalhados por Júpiter em órbitas altamente elípticas formaram a nuvem de Oort; esses objetos espalhados em menor grau pela migração de Netuno formaram o cinturão de Kuiper atual e o disco espalhado. Este cenário explica a baixa massa atual do cinturão de Kuiper e do disco espalhado. Alguns dos objetos espalhados, incluindo Plutão , tornaram-se gravitacionalmente ligados à órbita de Netuno, forçando -os a ressonâncias de movimento médio . Por fim, a fricção dentro do disco planetesimal tornou as órbitas de Urano e Netuno circulares novamente.

Em contraste com os planetas externos, acredita-se que os planetas internos não tenham migrado significativamente ao longo da idade do Sistema Solar, porque suas órbitas permaneceram estáveis ​​após o período de impactos gigantes.

Outra questão é por que Marte saiu tão pequeno em comparação com a Terra. Um estudo do Southwest Research Institute, San Antonio, Texas, publicado em 6 de junho de 2011 (chamado de hipótese do Grand tack ), propõe que Júpiter migrou para dentro para 1,5 UA. Depois que Saturno se formou, migrou para dentro e estabeleceu a ressonância média de movimento 2: 3 com Júpiter, o estudo assume que ambos os planetas migraram de volta às suas posições atuais. Júpiter, portanto, teria consumido muito do material que teria criado um Marte maior. As mesmas simulações também reproduzem as características do cinturão de asteróides moderno, com asteróides secos e objetos ricos em água semelhantes a cometas. No entanto, não está claro se as condições na nebulosa solar teriam permitido que Júpiter e Saturno voltassem às suas posições atuais e, de acordo com as estimativas atuais, essa possibilidade parece improvável. Além disso, existem explicações alternativas para a pequena massa de Marte.

Bombardeio pesado tardio e depois

Cratera do meteoro no Arizona. Criado há 50.000 anos por um impactador de cerca de 50 metros (160 pés) de diâmetro, ele mostra que a acumulação do Sistema Solar ainda não acabou.

A interrupção gravitacional da migração dos planetas externos teria enviado um grande número de asteróides para o Sistema Solar interno, esgotando gravemente o cinturão original até atingir a massa extremamente baixa de hoje. Este evento pode ter desencadeado o Bombardeio Pesado Tardio que ocorreu aproximadamente 4 bilhões de anos atrás, 500–600 milhões de anos após a formação do Sistema Solar. Este período de bombardeio pesado durou várias centenas de milhões de anos e é evidente nas crateras ainda visíveis em corpos geologicamente mortos do Sistema Solar interno, como a Lua e Mercúrio. A evidência mais antiga conhecida de vida na Terra data de 3,8 bilhões de anos - quase imediatamente após o fim do Bombardeio Pesado Tardio.

Os impactos são considerados uma parte regular (embora não frequente) da evolução do Sistema Solar. Que eles continuam a acontecer é evidenciado pela colisão do cometa Shoemaker-Levy 9 com Júpiter em 1994, o evento de impacto de Júpiter em 2009 , o evento de Tunguska , o meteoro Chelyabinsk e o impacto que criou a Cratera do Meteoro no Arizona . O processo de acréscimo, portanto, não está completo e ainda pode representar uma ameaça à vida na Terra.

Ao longo da evolução do Sistema Solar, os cometas foram ejetados para fora do Sistema Solar interno pela gravidade dos planetas gigantes e enviaram milhares de UA para fora para formar a nuvem de Oort , um enxame externo esférico de núcleos cometários na extensão mais distante de a atração gravitacional do Sol. Eventualmente, após cerca de 800 milhões de anos, a perturbação gravitacional causada por marés galácticas , estrelas que passam e nuvens moleculares gigantes começaram a esgotar a nuvem, enviando cometas para o interior do Sistema Solar. A evolução do Sistema Solar exterior também parece ter sido influenciada pelo intemperismo espacial do vento solar, micrometeoritos e os componentes neutros do meio interestelar .

A evolução do cinturão de asteróides após o Bombardeio Pesado Tardio foi governada principalmente por colisões. Objetos com grande massa têm gravidade suficiente para reter qualquer material ejetado por uma colisão violenta. No cinturão de asteróides, geralmente não é esse o caso. Como resultado, muitos objetos maiores foram quebrados e, às vezes, objetos mais novos foram forjados a partir dos restos em colisões menos violentas. Atualmente, luas ao redor de alguns asteróides só podem ser explicadas como consolidações de material jogado para longe do objeto original, sem energia suficiente para escapar totalmente de sua gravidade.

Luas

As luas passaram a existir em torno da maioria dos planetas e muitos outros corpos do Sistema Solar. Esses satélites naturais são originados por um dos três mecanismos possíveis:

  • Co-formação de um disco circunplanetário (apenas nos casos de planetas gigantes);
  • Formação de detritos de impacto (dado um impacto grande o suficiente em um ângulo raso); e
  • Captura de um objeto que passa.
Concepção artística do impacto gigante que se acredita ter formado a Lua

Júpiter e Saturno têm várias luas grandes, como Io , Europa , Ganimedes e Titã , que podem ter se originado de discos ao redor de cada planeta gigante da mesma forma que os planetas se formaram a partir do disco ao redor do Sol. Esta origem é indicada pelo grande tamanho das luas e sua proximidade com o planeta. Esses atributos são impossíveis de alcançar por meio de captura, enquanto a natureza gasosa das primárias também torna improvável a formação de detritos de colisão. As luas externas dos planetas gigantes tendem a ser pequenas e têm órbitas excêntricas com inclinações arbitrárias. Essas são as características esperadas dos corpos capturados. A maioria dessas luas orbita na direção oposta à rotação de sua principal. A maior lua irregular é a lua de Netuno, Tritão , que se acredita ser um objeto capturado do cinturão de Kuiper .

Luas de corpos sólidos do Sistema Solar foram criadas por colisões e captura. Acredita-se que as duas pequenas luas de Marte , Deimos e Fobos , sejam asteróides capturados . Pensa-se que a Lua da Terra se formou como resultado de uma única e grande colisão frontal . O objeto impactante provavelmente tinha uma massa comparável à de Marte, e o impacto provavelmente ocorreu perto do final do período de impactos gigantes. A colisão colocou em órbita parte do manto do impactador, que então se aglutinou na lua. O impacto foi provavelmente o último da série de fusões que formaram a Terra. Foi ainda hipotetizado que o objeto do tamanho de Marte pode ter se formado em um dos pontos Lagrangianos da Terra-Sol (tanto L 4 ou L 5 ) e derivado de sua posição. As luas dos objetos transnetunianos Plutão ( Caronte ) e Orcus ( Vanth ) também podem ter se formado por meio de uma grande colisão: os sistemas Plutão-Caronte, Orco-Vanth e Terra-Lua são incomuns no Sistema Solar, pois os sistemas do satélite a massa é pelo menos 1% daquela do corpo maior.

Futuro

Os astrônomos estimam que o estado atual do Sistema Solar não mudará drasticamente até que o Sol tenha fundido quase todo o combustível de hidrogênio em seu núcleo em hélio, começando sua evolução a partir da sequência principal do diagrama Hertzsprung-Russell e em sua fase gigante vermelha . O Sistema Solar continuará a evoluir até então. Eventualmente, o Sol provavelmente se expandirá o suficiente para dominar os planetas internos (Mercúrio, Vênus, possivelmente a Terra), mas não os planetas externos, incluindo Júpiter e Saturno. Posteriormente, o Sol seria reduzido ao tamanho de uma anã branca , e os planetas externos e suas luas continuariam orbitando esse diminuto remanescente solar. Este desenvolvimento futuro pode ser semelhante à detecção observada de MOA-2010-BLG-477L b , um exoplaneta do tamanho de Júpiter orbitando sua estrela anã branca hospedeira MOA-2010-BLG-477L .

Estabilidade de longa duração

O Sistema Solar é caótico em escalas de tempo de milhões e bilhões de anos, com as órbitas dos planetas abertas a variações de longo prazo. Um exemplo notável desse caos é o sistema Netuno-Plutão, que tem uma ressonância orbital 3: 2 . Embora a ressonância em si permaneça estável, torna-se impossível prever a posição de Plutão com qualquer grau de precisão por mais de 10-20 milhões de anos (o tempo de Lyapunov ) no futuro. Outro exemplo é a inclinação axial da Terra , que, devido ao atrito gerado no manto da Terra pelas interações das marés com a Lua ( veja abaixo ), é incomputável em algum ponto entre 1,5 e 4,5 bilhões de anos a partir de agora.

As órbitas dos planetas externos são caóticas em escalas de tempo mais longas, com um tempo de Lyapunov na faixa de 2–230 milhões de anos. Em todos os casos, isso significa que a posição de um planeta ao longo de sua órbita acaba se tornando impossível de prever com certeza (então, por exemplo, o tempo do inverno e do verão torna-se incerto), mas em alguns casos as próprias órbitas podem mudar dramaticamente. Esse caos se manifesta mais fortemente como mudanças na excentricidade , com as órbitas de alguns planetas se tornando significativamente mais - ou menos - elípticas .

Em última análise, o Sistema Solar é estável, pois nenhum dos planetas provavelmente colidirá entre si ou será ejetado do sistema nos próximos bilhões de anos. Além disso, dentro de cinco bilhões de anos ou mais a excentricidade de Marte pode crescer para cerca de 0,2, de modo que ele se encontra em uma órbita que cruza a Terra, levando a uma colisão potencial. Na mesma escala de tempo, a excentricidade de Mercúrio pode crescer ainda mais, e um encontro próximo com Vênus poderia teoricamente ejetá-lo do Sistema Solar ou enviá-lo em rota de colisão com Vênus ou a Terra . Isso pode acontecer dentro de um bilhão de anos, de acordo com simulações numéricas nas quais a órbita de Mercúrio é perturbada.

Sistemas de anéis lunares

A evolução dos sistemas lunares é impulsionada pelas forças das marés . Uma lua levantará uma protuberância de maré no objeto que orbita (o primário) devido à força gravitacional diferencial ao longo do diâmetro do primário. Se uma lua está girando na mesma direção da rotação do planeta e o planeta está girando mais rápido do que o período orbital da lua, a protuberância será constantemente puxada para frente da lua. Nesta situação, o momento angular é transferido da rotação do primário para a revolução do satélite. A lua ganha energia e gradualmente gira para fora, enquanto o primário gira mais lentamente com o tempo.

A Terra e sua Lua são um exemplo dessa configuração. Hoje, a Lua está presa à Terra por maré ; uma de suas rotações ao redor da Terra (atualmente cerca de 29 dias) é igual a uma de suas rotações em torno de seu eixo, portanto, sempre mostra uma face para a Terra. A Lua continuará a se afastar da Terra e a rotação da Terra continuará a diminuir gradualmente. Outros exemplos são as luas galileanas de Júpiter (bem como muitas das luas menores de Júpiter) e a maioria das luas maiores de Saturno .

Netuno e sua lua Tritão , levados pela Voyager 2 . A órbita de Triton acabará por levá-lo para o limite Roche de Netuno , separando-o e possivelmente formando um novo sistema de anéis.

Um cenário diferente ocorre quando a lua está girando em torno do primário mais rápido do que o primário ou está girando na direção oposta à rotação do planeta. Nesses casos, a protuberância da maré fica atrás da lua em sua órbita. No primeiro caso, a direção da transferência do momento angular é invertida, de modo que a rotação do primário acelera enquanto a órbita do satélite encolhe. No último caso, o momento angular da rotação e da revolução têm sinais opostos, então a transferência leva a diminuições na magnitude de cada um (que se cancelam). Em ambos os casos, a desaceleração da maré faz com que a lua espiralize em direção ao primário até que seja dilacerada por tensões de maré, potencialmente criando um sistema de anéis planetários , ou colida com a superfície ou atmosfera do planeta. Tal destino aguarda as luas de Fobos de Marte (dentro de 30 a 50 milhões de anos), Tritão de Netuno (em 3,6 bilhões de anos) e pelo menos 16 pequenos satélites de Urano e Netuno. A Desdêmona de Urano pode até colidir com uma de suas luas vizinhas.

Uma terceira possibilidade é onde o primário e a lua estão travados entre si. Nesse caso, a protuberância da maré fica diretamente sob a lua, não há transferência de momento angular e o período orbital não muda. Plutão e Caronte são um exemplo desse tipo de configuração.

Não há consenso quanto ao mecanismo de formação dos anéis de Saturno. Embora os modelos teóricos indiquem que os anéis provavelmente se formaram no início da história do Sistema Solar, os dados da espaçonave Cassini-Huygens sugerem que eles se formaram relativamente tarde.

O Sol e os ambientes planetários

Formação do sistema solar após o acréscimo de gás e poeira em um disco protoplanetário.  A grande maioria deste material foi criada a partir da supernova primal
Formação do sistema solar após o acréscimo de gás e poeira em um disco protoplanetário. A grande maioria deste material foi criada a partir da supernova primal

A longo prazo, as maiores mudanças no Sistema Solar virão das mudanças no próprio Sol à medida que envelhece. À medida que o Sol queima seu suprimento de combustível de hidrogênio, fica mais quente e queima o combustível restante ainda mais rápido. Como resultado, o Sol está ficando mais brilhante a uma taxa de dez por cento a cada 1,1 bilhão de anos. Em cerca de 600 milhões de anos, o brilho do Sol terá interrompido o ciclo do carbono da Terra a tal ponto que as árvores e as florestas (vida vegetal fotossintética C3) não serão mais capazes de sobreviver; e em cerca de 800 milhões de anos, o Sol terá matado toda a vida complexa na superfície da Terra e nos oceanos. Em 1,1 bilhão de anos, o aumento da produção de radiação do Sol fará com que sua zona habitável circunstelar se mova para fora, tornando a superfície da Terra muito quente para que a água líquida exista naturalmente. Nesse ponto, toda a vida será reduzida a organismos unicelulares. A evaporação da água, um potente gás de efeito estufa , da superfície dos oceanos pode acelerar o aumento da temperatura, potencialmente acabando com toda a vida na Terra ainda mais cedo. Durante este tempo, é possível que, à medida que a temperatura da superfície de Marte aumenta gradualmente, dióxido de carbono e água atualmente congelados sob o regolito da superfície sejam liberados na atmosfera, criando um efeito estufa que aquecerá o planeta até atingir condições paralelas às da Terra hoje. , proporcionando uma morada futura em potencial para a vida. Daqui a 3,5 bilhões de anos, as condições da superfície da Terra serão semelhantes às de Vênus hoje.

Tamanho relativo do Sol como ele está agora (inserção) em comparação com seu tamanho futuro estimado como uma gigante vermelha

Por volta de 5,4 bilhões de anos a partir de agora, o núcleo do Sol ficará quente o suficiente para desencadear a fusão de hidrogênio em sua concha circundante. Isso fará com que as camadas externas da estrela se expandam muito, e a estrela entrará em uma fase de sua vida na qual é chamada de gigante vermelha . Em 7,5 bilhões de anos, o Sol terá se expandido para um raio de 1,2 UA - 256 vezes seu tamanho atual. Na ponta do ramo da gigante vermelha , como resultado do grande aumento da área de superfície, a superfície do Sol será muito mais fria (cerca de 2600 K) do que agora e sua luminosidade muito maior - até 2.700 luminosidades solares atuais. Durante parte de sua vida de gigante vermelha, o Sol terá um forte vento estelar que carregará cerca de 33% de sua massa. Durante esses tempos, é possível que a lua de Saturno , Titã, atinja as temperaturas de superfície necessárias para manter a vida.

À medida que o Sol se expande, ele engole os planetas Mercúrio e Vênus . O destino da Terra é menos claro; embora o Sol envolva a órbita atual da Terra, a perda de massa da estrela (e, portanto, a gravidade mais fraca) fará com que as órbitas dos planetas se movam para mais longe. Se fosse apenas por isso, Vênus e a Terra provavelmente escapariam da incineração, mas um estudo de 2008 sugere que a Terra provavelmente será engolida como resultado das interações das marés com o envelope externo do Sol fracamente ligado.

Após a fase de expansão, a zona habitável mudará mais profundamente para o sistema solar externo e o cinturão de Kuiper. Isso significa que as temperaturas da superfície de Plutão e Caronte serão altas o suficiente para que o gelo da água se sublime em vapor. As temperaturas da superfície em Plutão e Caronte seriam 0 ° C. (O gelo de água sublima em pressões atmosféricas mais baixas). A essa altura, Plutão já teria perdido sua camada de metano como resultado da sublimação. Mas Plutão será muito pequeno e não terá um campo magnético para evitar que íons de alta energia atinjam sua atmosfera de modo a ser capaz de manter uma atmosfera densa, já que a atividade solar aumentaria drasticamente quando o sol morresse. Plutão e Caronte perderão sua atmosfera difusa de água para o espaço, deixando um núcleo rochoso exposto. Como resultado, ambos perderão 30% -40% de sua massa.

Gradualmente, a queima de hidrogênio na casca ao redor do núcleo solar aumentará a massa do núcleo até atingir cerca de 45% da massa solar atual. Nesse ponto, a densidade e a temperatura se tornarão tão altas que a fusão do hélio em carbono começará, levando a um flash de hélio ; o Sol encolherá de cerca de 250 a 11 vezes seu raio atual (sequência principal). Consequentemente, sua luminosidade diminuirá de cerca de 3.000 para 54 vezes seu nível atual, e sua temperatura de superfície aumentará para cerca de 4.770 K. O Sol se tornará um gigante horizontal , queimando hélio em seu núcleo de forma estável, da mesma forma que queima hidrogênio hoje. . O estágio de fusão do hélio durará apenas 100 milhões de anos. Eventualmente, terá que recorrer novamente às reservas de hidrogênio e hélio em suas camadas externas e se expandirá uma segunda vez, tornando-se o que é conhecido como um gigante assintótico . Aqui, a luminosidade do Sol aumentará novamente, atingindo cerca de 2.090 luminosidades atuais, e esfriará para cerca de 3.500 K. Esta fase dura cerca de 30 milhões de anos, após o que, ao longo de mais 100.000 anos, as camadas externas restantes do Sol vai cair, ejetando um vasto fluxo de matéria no espaço e formando um halo conhecido (enganosamente) como uma nebulosa planetária . O material ejetado conterá o hélio e o carbono produzidos pelas reações nucleares do Sol, dando continuidade ao enriquecimento do meio interestelar com elementos pesados ​​para as futuras gerações de estrelas.

A nebulosa do Anel , uma nebulosa planetária semelhante ao que o Sol se tornará

Este é um evento relativamente pacífico, nada parecido com uma supernova , que o Sol é muito pequeno para sofrer como parte de sua evolução. Qualquer observador presente para testemunhar esta ocorrência veria um grande aumento na velocidade do vento solar, mas não o suficiente para destruir um planeta completamente. No entanto, a perda de massa da estrela pode enviar as órbitas dos planetas sobreviventes ao caos, fazendo com que alguns colidam, outros sejam ejetados do Sistema Solar e outros ainda sejam dilacerados pelas interações das marés. Depois disso, tudo o que restará do Sol é uma anã branca , um objeto extraordinariamente denso, com 54% de sua massa original, mas apenas do tamanho da Terra. Inicialmente, esta anã branca pode ser 100 vezes mais luminosa do que o Sol é agora. Consistirá inteiramente em carbono e oxigênio degenerados , mas nunca atingirá temperaturas altas o suficiente para fundir esses elementos. Assim, o Sol da anã branca esfriará gradualmente, ficando cada vez mais escuro.

Conforme o Sol morre, sua atração gravitacional sobre os corpos orbitais, como planetas, cometas e asteróides, enfraquece devido à perda de massa. As órbitas de todos os planetas restantes se expandirão; Se Vênus, Terra e Marte ainda existem, suas órbitas vou mentir cerca de 1,4  UA (210.000.000  km ), 1,9  UA (280.000.000  km ), e 2,8  UA (420.000.000  km ). Eles e os outros planetas restantes se tornarão corpos escuros e frígidos, completamente desprovidos de qualquer forma de vida. Eles continuarão a orbitar sua estrela, sua velocidade reduzida devido ao aumento da distância do Sol e à redução da gravidade do Sol. Dois bilhões de anos depois, quando o Sol esfriou para a faixa de 6000-8000K, o carbono e o oxigênio no núcleo do Sol congelarão, com mais de 90% de sua massa restante assumindo uma estrutura cristalina. Eventualmente, depois de aproximadamente 1 quatrilhão de anos, o Sol finalmente deixará de brilhar completamente, tornando-se uma anã negra .

Interação galáctica

Localização do Sistema Solar na Via Láctea

O Sistema Solar viaja sozinho pela Via Láctea em uma órbita circular a aproximadamente 30.000 anos-luz do Centro Galáctico . Sua velocidade é de cerca de 220 km / s. O período necessário para o Sistema Solar completar uma revolução em torno do Centro Galáctico, o ano galáctico , está na faixa de 220–250 milhões de anos. Desde sua formação, o Sistema Solar completou pelo menos 20 dessas revoluções.

Vários cientistas especularam que o caminho do Sistema Solar através da galáxia é um fator na periodicidade das extinções em massa observadas no registro fóssil da Terra . Uma hipótese supõe que as oscilações verticais feitas pelo Sol ao orbitar o Centro Galáctico fazem com que ele passe regularmente pelo plano galáctico. Quando a órbita do Sol o leva para fora do disco galáctico, a influência da maré galáctica é mais fraca; ao reentrar no disco galáctico, como acontece a cada 20-25 milhões de anos, fica sob a influência das "marés do disco" muito mais fortes, que, de acordo com modelos matemáticos, aumentam o fluxo de cometas da nuvem de Oort para o interior Sistema por um fator de 4, levando a um aumento maciço na probabilidade de um impacto devastador.

No entanto, outros argumentam que o Sol está atualmente perto do plano galáctico, e ainda assim o último grande evento de extinção foi há 15 milhões de anos. Portanto, a posição vertical do Sol não pode por si só explicar essas extinções periódicas, e que, em vez disso, ocorrem quando o Sol passa pelos braços espirais da galáxia . Os braços espirais são o lar não apenas de um grande número de nuvens moleculares, cuja gravidade pode distorcer a nuvem de Oort, mas também de maiores concentrações de gigantes azuis brilhantes , que vivem por períodos relativamente curtos e depois explodem violentamente como supernovas .

Colisão galáctica e perturbação planetária

Embora a grande maioria das galáxias do Universo esteja se afastando da Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda, o maior membro do Grupo Local de galáxias, está se dirigindo a ela a cerca de 120 km / s. Em 4 bilhões de anos, Andrômeda e a Via Láctea colidirão, fazendo com que ambas se deformem enquanto as forças das marés distorcem seus braços externos em enormes caudas de maré . Se essa interrupção inicial ocorrer, os astrônomos calculam uma chance de 12% de que o Sistema Solar seja puxado para fora da cauda de maré da Via Láctea e uma chance de 3% de que ele se torne gravitacionalmente ligado a Andrômeda e, portanto, uma parte dessa galáxia. Depois de mais uma série de golpes rápidos, durante os quais a probabilidade de ejeção do Sistema Solar aumentar para 30%, os buracos negros supermassivos das galáxias se fundirão. Eventualmente, em cerca de 6 bilhões de anos, a Via Láctea e Andrômeda completarão sua fusão em uma galáxia elíptica gigante . Durante a fusão, se houver gás suficiente, o aumento da gravidade forçará o gás para o centro da galáxia elíptica em formação. Isso pode levar a um curto período de formação intensiva de estrelas, denominado explosão estelar . Além disso, o gás em queda alimentará o buraco negro recém-formado, transformando-o em um núcleo galáctico ativo . A força dessas interações provavelmente empurrará o Sistema Solar para dentro do halo externo da nova galáxia, deixando-o relativamente ileso pela radiação dessas colisões.

É um equívoco comum que esta colisão irá interromper as órbitas dos planetas no Sistema Solar. Embora seja verdade que a gravidade das estrelas que passam pode destacar planetas no espaço interestelar, as distâncias entre as estrelas são tão grandes que a probabilidade de a colisão da Via Láctea com Andrômeda causar tal interrupção em qualquer sistema estelar individual é insignificante. Embora o Sistema Solar como um todo possa ser afetado por esses eventos, não se espera que o Sol e os planetas sejam perturbados.

No entanto, com o tempo, a probabilidade cumulativa de um encontro casual com uma estrela aumenta e a interrupção dos planetas torna-se quase inevitável. Supondo que os cenários Big Crunch ou Big Rip para o fim do Universo não ocorram, os cálculos sugerem que a gravidade das estrelas que passam terá despojado completamente o Sol morto de seus planetas restantes dentro de 1 quatrilhão (10 15 ) anos. Este ponto marca o fim do Sistema Solar. Embora o Sol e os planetas possam sobreviver, o Sistema Solar, em qualquer sentido significativo, deixará de existir.

Cronologia

Linha do tempo projetada da vida do Sol.  Da Formação Para 14Gy

O período de formação do Sistema Solar foi determinado usando datação radiométrica . Os cientistas estimam que o Sistema Solar tenha 4,6 bilhões de anos. Os grãos minerais mais antigos conhecidos na Terra têm aproximadamente 4,4 bilhões de anos. Rochas tão antigas são raras, já que a superfície da Terra está sendo constantemente remodelada pela erosão , vulcanismo e placas tectônicas . Para estimar a idade do Sistema Solar, os cientistas usam meteoritos , que se formaram durante a condensação inicial da nebulosa solar. Quase todos os meteoritos (veja o meteorito Canyon Diablo ) têm uma idade de 4,6 bilhões de anos, sugerindo que o Sistema Solar deve ter pelo menos esta idade.

Estudos de discos em torno de outras estrelas também fizeram muito para estabelecer um período de tempo para a formação do Sistema Solar. Estrelas entre um e três milhões de anos têm discos ricos em gás, enquanto os discos ao redor de estrelas com mais de 10 milhões de anos têm pouco ou nenhum gás, sugerindo que os planetas gigantes dentro deles pararam de se formar.

Linha do tempo da evolução do sistema solar

Linha do Tempo Externa Uma linha do tempo gráfica está disponível na
linha do tempo gráfica da Terra e do Sol

Nota: Todas as datas e horas nesta cronologia são aproximadas e devem ser consideradas apenas como um indicador de ordem de magnitude .

Cronologia da formação e evolução do Sistema Solar
Estágio Tempo desde a formação do Sol Tempo desde o presente (aproximado) Evento
Sistema Pré-Solar Bilhões de anos antes da formação do Sistema Solar Mais de 4,6  bilhões de anos atrás (bya) As gerações anteriores de estrelas vivem e morrem, injetando elementos pesados no meio interestelar a partir do qual o Sistema Solar se formou.
~ 50 milhões de anos antes da formação do Sistema Solar 4,6  bya Se o Sistema Solar se formou em uma região de formação estelar semelhante à nebulosa de Órion , as estrelas mais massivas são formadas, vivem suas vidas, morrem e explodem em supernova. Uma supernova em particular, chamada de supernova primal , possivelmente desencadeia a formação do Sistema Solar.
Formação do Sol 0-100.000 anos 4,6  bya A nebulosa pré-solar se forma e começa a entrar em colapso. Sun começa a se formar.
100.000 - 50 milhões de anos 4,6  bya Sun é uma proto- estrela T Tauri .
100.000 - 10 milhões de anos 4,6  bya Por volta de 10 milhões de anos, o gás no disco protoplanetário foi expelido e a formação do planeta externo provavelmente está completa.
10 milhões - 100 milhões de anos 4,5-4,6  bya Os planetas terrestres e a forma lunar. Ocorrem impactos gigantescos. Água entregue à Terra.
Sequência principal 50 milhões de anos 4,5  bya O Sol se torna uma estrela da seqüência principal.
200 milhões de anos 4,4  bya Formaram-se as rochas mais antigas conhecidas na Terra.
500 milhões - 600 milhões de anos 4,0-4,1  bya A ressonância nas órbitas de Júpiter e Saturno move Netuno para o cinturão de Kuiper. O Bombardeio Pesado Tardio ocorre no Sistema Solar interno.
800 milhões de anos 3,8  bya A vida mais antiga conhecida na Terra. A nuvem de Oort atinge a massa máxima.
4,6 bilhões de anos Hoje O Sol continua sendo uma estrela da seqüência principal.
6 bilhões de anos 1,4 bilhão de anos no futuro A zona habitável do Sol move-se para fora da órbita da Terra, possivelmente mudando para a órbita de Marte.
7 bilhões de anos 2,4 bilhões de anos no futuro A Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda começam a colidir . Há uma pequena chance de o Sistema Solar ser capturado por Andrômeda antes que as duas galáxias se fundam completamente.
Pós-sequência principal 10 bilhões - 12 bilhões de anos 5–7 bilhões de anos no futuro A Sun fundiu todo o hidrogênio no núcleo e começa a queimar o hidrogênio em uma camada que envolve seu núcleo, encerrando assim sua vida de sequência principal. O Sol começa a ascender no ramo gigante-vermelho do diagrama Hertzsprung-Russell , tornando-se dramaticamente mais luminoso (por um fator de até 2.700), maior (por um fator de até 250 no raio) e mais frio (abaixo de 2.600 K ): Sun é agora uma gigante vermelha . Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra são engolidos. Durante esse período, a lua de Saturno, Titã, pode se tornar habitável.
~ 12 bilhões de anos ~ 7 bilhões de anos no futuro Sun passa pelas fases de ramo horizontal e ramo gigante assintótico que queimam hélio , perdendo um total de ~ 30% de sua massa em todas as fases pós-sequência principal. A fase de ramo gigante assintótico termina com a ejeção de suas camadas externas como uma nebulosa planetária , deixando o núcleo denso do Sol para trás como uma anã branca .
Sol Remanescente ~ 1 quatrilhão de anos (10 15 anos) ~ 1 quatrilhão de anos no futuro O Sol esfria até 5 K. A gravidade das estrelas que passam separa os planetas das órbitas. O Sistema Solar deixa de existir.

Veja também

Notas

Referências

Bibliografia

links externos