We wczesnych latach istnienia Układu Słonecznego wciąż formujące się olbrzymie planety poruszały się na boki, robiły "do-si-do", a następnie wytrącały jednego ze swoich partnerów z grawitacyjnego uścisku Słońca. Wszystko się ustabilizowało i nasz układ planetarny znalazł się w swojej ostatecznej konfiguracji.
Do tej pory nie było wiadomo, co spowodowało to przemieszczenie planet. Teraz symulacje komputerowe sugerują, że gorące promieniowanie młodego Słońca odparowujące jego planetotwórczy dysk gazu i pyłu doprowadziło do zaburzenia orbit olbrzymich planet, donoszą badacze w Nature z 28 kwietnia.
W rezultacie, cztery największe planety mogły znaleźć się w swojej ostatecznej konfiguracji w ciągu 10 milionów lat od narodzin Układu Słonecznego, około 4,6 miliarda lat temu. To znacznie szybciej niż 500 milionów lat, które sugerowały poprzednie prace.
Mechanizm przemieszczania się planet, który zespół odkrył w symulacjach komputerowych jest bardzo innowacyjny, mówi Nelson Ndugu, astrofizyk, który bada formujące się układy planetarne na Uniwersytecie North-West w Potchefstroom w RPA oraz na Uniwersytecie Muni w Arua w Ugandzie. "To ma ogromny potencjał".
Stosy dowodów, w tym obserwacje formujących się pozasłonecznych układów planetarnych (SN: 7/2/18), już wcześniej wskazywały, że coś we wczesnej historii naszego Układu Słonecznego pomieszało orbity planet olbrzymów, co naukowcy nazywają niestabilnością planet olbrzymów (SN: 5/25/05).
"Dowody na niestabilność planet olbrzymich są naprawdę mocne" - mówi Seth Jacobson, badacz planetarny z Michigan State University w East Lansing. "Wyjaśnia to wiele cech zewnętrznego Układu Słonecznego," mówi, jak na przykład dużą liczbę skalistych obiektów poza Neptunem, które tworzą Pas Kuipera (SN: 12/31/09).
Aby dowiedzieć się, co wywołało tę niestabilność, Jacobson i współpracownicy przeprowadzili symulacje komputerowe tysięcy sposobów, w jakie mógł rozwinąć się wczesny Układ Słoneczny. Wszystko zaczęło się od młodej gwiazdy i tworzącego planety dysku gazu i pyłu otaczającego gwiazdę. Następnie zespół zmieniał parametry dysku, takie jak jego masa, gęstość i tempo ewolucji.
W symulacjach uwzględniono również wciąż formujące się planety olbrzymie - a właściwie pięć z nich. Astronomowie uważają, że trzeci lodowy olbrzym, oprócz Urana i Neptuna, był pierwotnie członkiem Układu Słonecznego (SN: 4/20/12). Jowisz i Saturn dopełniają ostateczną listę tych masywnych planet.
Kiedy Słońce oficjalnie stało się gwiazdą, to znaczy w momencie, gdy zaczęło spalać wodór w swoim jądrze - około 4,6 miliarda lat temu - jego emisja w ultrafiolecie uderzyła w gaz na dysku, jonizując go i podgrzewając do dziesiątków tysięcy stopni. "Jest to bardzo dobrze udokumentowany proces" - mówi Jacobson. Gdy gaz się nagrzewa, rozszerza się i odpływa od gwiazdy, zaczynając od wewnętrznej części dysku.
"Dysk rozprasza swój gaz od środka na zewnątrz" - mówi Beibei Liu, astrofizyk z Uniwersytetu Zhejiang w Hangzhou w Chinach. On i Jacobson współpracowali przy tych badaniach z astronomem Seanem Raymondem z Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux we Francji.
W symulacjach zespołu, gdy wewnętrzna część dysku rozpuszcza się, obszar ten traci masę, więc osadzone, wciąż formujące się planety odczuwają mniejszą grawitację z tego regionu, mówi Jacobson. Jednak planety nadal odczuwają takie samo przyciąganie z zewnętrznego obszaru dysku. To grawitacyjne skręcenie, jak nazywa to zespół, może wywołać efekt odbicia: "Początkowo planety migrują do środka, docierają do [wewnętrznej] krawędzi dysku i odwracają swoją migrację" - mówi Liu.
Ze względu na dużą masę Jowisza, w większości przypadków nie ma to na niego wpływu. Saturn natomiast przemieszcza się na zewnątrz i wchodzi w obszar, który w symulacjach obejmuje trzy planety lodowe olbrzymy. Jak mówi Liu, obszar ten staje się zatłoczony i dochodzi do bliskich interakcji między planetami. Jeden z lodowych olbrzymów zostaje całkowicie wyrzucony z Układu Słonecznego, Uran i Neptun przesuwają się nieco dalej od Słońca i "stopniowo tworzą orbity zbliżone do konfiguracji naszego Układu Słonecznego" - mówi Liu.
W swoich symulacjach komputerowych badacze odkryli, że w miarę jak promieniowanie słoneczne odparowuje dysk, prawie zawsze dochodzi do przetasowań planetarnych. "Nie da się uniknąć tej niestabilności" - mówi Jacobson.
Teraz, gdy badacze mają już pojęcie, co mogło spowodować to przemieszanie w Układzie Słonecznym, następnym krokiem jest symulacja, jak parowanie dysku może wpłynąć na inne obiekty.
"Do tej pory skupialiśmy się głównie na planetach olbrzymach, ponieważ to właśnie ich orbity były pierwotną motywacją" - mówi Jacobson. "Ale teraz musimy wykonać dalszą pracę, aby pokazać, jak ten mechanizm wyzwalający odnosi się do małych ciał".
Link: businews.plitnews24.pl
itlife.pl
ofio.pl
gazetaprawna.pl
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz
Uwaga: tylko uczestnik tego bloga może przesyłać komentarze.