foto: pixabay.com/ro
- Este posibil ca un nor care se evaporă să fi modelat orbitele cândva haotice ale planetelor din sistemul nostru solar.
Sistemul nostru solar este relativ liniștit în acest moment, cu planete care urmează orbite previzibile în jurul Soarelui, dar acest mediu cosmic nu a fost întotdeauna atât de calm.
Oamenii de știință suspectează de mult timp că, în timpul copilăriei sistemului nostru solar, instabilități tumultuoase au schimbat dramatic orbitele giganților gazoși – Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun – și este posibil ca o a cincea planetă misterioasă să fi fost aruncată direct în sălbăticia interstelară. Cu toate acestea, declanșarea și momentul exact al acestui tip de instabilitate, care se pare că a avut loc și în alte sisteme stelare, a rămas un subiect de dezbatere.
Acum, oamenii de știință conduși de Beibei Liu, fizician la Universitatea Zhejiang din China, au propus un nou mecanism care poate explica modul în care acești giganți au ajuns pe orbitele lor îndepărtate și poate chiar explica unele dintre caracteristicile enigmatice ale celor mai apropiate lumi stâncoase din sistemul solar, cum ar fi Pământul și Marte, scrie vice.com
O ipoteză anterioară, cunoscută sub numele de modelul Nisa, după numele orașului francez în care și-a avut originea, propunea că instabilitățile orbitale au apărut după evaporarea discului primordial noros care a dat naștere sistemului nostru solar. Acum, Liu și colegii săi prezintă rezultatele a 14.000 de simulări care sugerează că acest nor de evaporare a fost, el însuși, motorul efectelor turbulente care au dus la configurația planetară familiară în care trăim astăzi, potrivit unui studiu publicat miercuri în Nature.
Coautorii studiului, Seth Jacobson, cercetător planetar la Michigan State University, și Sean Raymond, astronom la Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, în Franța, au început să dezvolte această nouă explicație în urmă cu câțiva ani.
„În timp ce dovezile privind instabilitatea planetelor gigantice din sistemul solar sunt clare, atât Sean cât și eu știam că existau tot mai multe dovezi că instabilitatea trebuie să fi avut loc mult mai devreme decât se presupunea inițial în modelul de la Nisa din 2005”, a declarat Jacobson într-un e-mail.
Jacobson a evidențiat două schimbări de paradigmă despre sistemul solar timpuriu care au pus bazele noului studiu. În primul rând, dovezile sugerează că o abundență de cratere de impact antice pe Lună ar fi putut fi cauzată de o perioadă mai lungă de bombardamente, mai degrabă decât de un impuls de coliziuni de scurtă durată, așa cum se credea anterior. În al doilea rând, modelul Nisa sugerează că instabilitatea a avut loc după formarea planetelor stâncoase precum Marte și Pământul, dar noile cercetări sugerează că aceste lumi interioare ar fi fost mult mai perturbate de acest eveniment dacă aceasta ar fi fost cronologia reală.
„Aceste două realizări din ultimii 15 și ceva ani ne-au provocat să ne întrebăm dacă o altă instabilitate gigantică declanșată mai devreme în istoria sistemului solar ar putea explica multe dintre aceleași fenomene ca și modelul original Nice”, a explicat Jacobson. „Sean și cu mine ne gândeam atunci la ceea ce ar putea fi un declanșator alternativ, iar Sean a identificat munca lui Beibei Liu privind interacțiunile planetă-disc în apropierea cavității magnetosferice ca fiind potențial demnă de a fi examinată mai îndeaproape ca un analog la ceea ce s-ar fi putut întâmpla în timpul fotoevaporării discului.”
Această evaporare a fost declanșată în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani, când Soarele a început să strălucească pentru prima dată, ceea ce a determinat căldura și energia sa să împingă norul de gaz și praf mai departe în sistemul solar. Acest proces a avut loc la zece milioane de ani de la nașterea sistemului solar, când lumile sale stâncoase încă se pregăteau, iar giganții gazoși din exteriorul său apăreau pe orbite compacte și îngrijite în același plan al discului de gaz, mult mai aproape de Soare decât sunt astăzi.
Dar, pe măsură ce norul de praf s-a deplasat spre exterior, marginea sa interioară a prins giganții gazoși în valul său, făcând ca orbitele lor să se strice și să se împrăștie mai mult. Echipa lui Liu a modelat acest proces, pe care îl numește „efect de ricoșeu”, folosind numere diferite de giganți gazoși, inclusiv un sistem solar timpuriu care avea cinci lumi gigantice, în loc de patru. Simulările au prezis că această planetă suplimentară a fost ejectată gravitațional din sistemul nostru de instabilitățile cauzate de dispersia discului de gaz primordial.
Unii oameni de știință au propus deja că sistemul solar conține o planetă ascunsă în zonele sale exterioare, un gigant de gheață ipotetic cunoscut sub numele de Planeta Nouă. Jacobson a precizat că „a fost întotdeauna înclinat către ipoteza Planeta Nouă” datorită acestor modele de instabilitate timpurie și a adăugat că „trecerea unor stele din apropiere ar putea perturba acel gigant de gheață pe o orbită îndepărtată, precum cea presupusă pentru Planeta Nouă”.
Pe lângă reconstituirea poziției planetelor gigantice, rezultatele ar putea explica, de asemenea, cum a ajuns Marte să fie mult mai mică decât Pământul. Pe măsură ce discul s-a evaporat printre planetele interioare embrionare, este posibil ca acesta să fi perturbat planeta roșie în timp ce se forma, ceea ce a dus la masa sa redusă.
Mai mult, noul studiu are implicații mult dincolo de sistemul nostru solar, deoarece echipa observă că aproape toate sistemele stelare care sunt observate dincolo de Pământ sunt modelate în mod similar de instabilități orbitale. Jacobson a subliniat că doar aproximativ cinci procente din sistemele stelare sunt dispuse în tipul de structură compactă rezonantă prevăzut de modele, ceea ce relevă un decalaj între așteptările noastre și observațiile reale din spațiul cosmic.
„Alte lucrări, cele mai importante fiind cele ale lui Andre Izidoro [un astronom de la Universitatea Rice], au arătat apoi că în aceste sisteme trebuie să fi avut loc instabilități dinamice pentru a explica modul în care acestea trec de la locul în care teoria prevede că ar trebui să fie la locul în care sunt observate”, a declarat Jacobson. „S-ar putea ca în fiecare sistem instabilitatea dinamică să fi fost declanșată de un mecanism diferit, dar efectul de ricoșeu pe care l-am descoperit în această lucrare este aproape universal și, în mod rezonabil, ar fi putut cauza instabilitate în cele ~95% din sistemele planetare în care îl observăm”.
În acest fel, deslușirea originilor enigmatice ale vecinătății noastre solare locale ne-ar putea ajuta să înțelegem lumile extraterestre îndepărtate din întreaga noastră galaxie, Calea Lactee.
