Как са се образували газовите гиганти и дали Деветата планета е съществувала, това са въпросите, на които той се опитва да отговори
За какво е новото изследване?
Според авторите това изследване ще помогне да се разбере как са се образували планети като Земята.Неговите открития също така намекват, че има пети газов гигант, който се крие на разстояние 80,5 милиарда километра отна нашата планета.
Как учените изследват планетите?
Звездите се появяват от огромни въртящи се облацикосмически газ и прах. След като нашето Слънце е осветено, ранната слънчева система все още е била изпълнена с първичен газообразен диск, който играе важна роля във формирането и еволюцията на планетите, включително газовите гиганти.
В края на 20 век учените смятали, че газовите гиганти са Юпитери Сатурн, който първоначално се въртеше около Слънцето в четни, малки орбити.Но не беше ясно защо орбитите са с тази конкретна форма.
През 2005 г. международен екип от ученипредложиха отговор на този въпрос: те разработиха модела на Ница. Според нея между тези планети е имало нестабилност – хаотична съвкупност от гравитационни взаимодействия, в резултат на което са се образували такива орбити.
Моделът на Ница все още е актуалентеория, но през последните 17 години учените имат нови въпроси. Например, първоначално се смяташе, че нестабилността на газовия гигант е възникнала стотици милиони години след разпръскването на първичния газов диск, който е родил Слънчевата система. Но има нови доказателства, че това се е случило по-рано. Той също така повдига нови въпроси за това как се е развила вътрешната слънчева система, която съдържа Земята.
Какво решиха да направят авторите на новата творба?
По-рано авторите на новата работа предложиха товагазовите гиганти в Слънчевата система имат такива гладки орбити, защото първичният газов диск се изпари. Това би могло да обясни защо планетите се разпространяват в орбити много по-рано, отколкото първоначално е предполагал моделът на Ница, и може би дори без нестабилността, която ги тласна там.
„Дойдохме до идеята, че гигантските планети,Може би биха могли да се движат и разпространяват поради ефекта на „отскок“. докато дискът се разсейва. Те може би никога не са били нестабилни“, каза Шон Реймънд от университета в Бордо във Франция. След това авторите първо предложиха идеята за ефекта на „отскачането“ и създадоха симулация за него на всички газови дискове и големи екзопланети.
„Ситуацията в нашата слънчева система е малко по-различна,тъй като Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун са разположени в по-широки орбити, каза Бейбей Лиу, изследовател от университета Zhejiang в Китай. „Разбрахме, че това явление може да се обясни, ако газовият диск се разпръсне отвътре навън.“
Екипът установи, че тази дисперсия отвътре навън е естествена причина за нестабилност в модела на Ница. В резултат на това авторите са убедени в уместността на модела от Ница.
Как авторите промениха установения модел?
Ситуацията, която беше в началото на нестабилността, вМоделът на авторите изглежда по същия начин. Той все още съдържа зараждащото се Слънце, заобиколено от облак от газ и прах. И няколко млади газови гиганта, които обикалят около звездата в този облак.
Изследователите отбелязват, че всички слънчеви системиобразувани в диск от газ и прах. Това е естествен страничен продукт от това как се образуват звездите. Но когато Слънцето пламна, то започна да изгаря ядреното си гориво и да генерира слънчева светлина, нагрявайки диска и го издухвайки отвътре.
Това създаде нарастваща дупка в газовия облак наоколослънце. Докато дупката растеше, нейният ръб минаваше през орбитите на всеки от газовите гиганти. Според компютърните симулации на екипа този преход с много голяма вероятност е довел до самата нестабилност на гигантската планета. Процесът на преместване на тези големи планети в техните настоящи орбити също е по-ранен от оригиналния модел на Ница от стотици милиони години.
„Нестабилността възниква по-рано, когато газообразният диск на Слънцето се разсейва. Това трябва да се случи от няколко милиона години до 10 милиона години след раждането на Слънчевата система“, каза Лиу.
Новият модел също води до смесванематериал от външната и вътрешната слънчева система. Геохимията на Земята предполага, че подобно смесване трябва да се е случило, докато нашата планета все още е била в процес на формиране.
„Този процес наистина ще раздвижи вътрешносттаСлънчевата система и Земята може да произлиза точно от нея - каза Джейкъбсън, - това е напълно в съответствие с наблюденията. Според екипа следващата им цел е да проучат връзката между нестабилността и формирането на Земята.
Как се е появила неоткритата планета?
Джейкъбсън каза, че работата им е насочена към един от най-популярните въпроси за нашата слънчева система: колко планети има. В момента отговорът е осем.
Авторите отбелязват, че моделът Nice е работил малкопо-добре, като се има предвид, че в ранната слънчева система е имало пет газови гиганта вместо четири. Това е намек за деветата планета, за която учените активно спорят през последните години. Според модела тази допълнителна планета е била изхвърлена от нашата слънчева система по време на нестабилност.
Но през 2015 г. изследователи от КалифорнияТехнологичният институт намери доказателства, че неоткрита планета все още може да съществува в покрайнините на Слънчевата система, на около 80,5 милиарда километра от Слънцето.
Все още няма конкретни доказателства за товатази хипотетична планета - наречена Планета Х или Планета Девет - или допълнителната планета от модела на Ница действително съществува. Всички тези обекти обаче може да са едно и също нещо.
Джейкъбсън и колегите му не успяха да отговорят директно на този въпрос със своите симулации, но те ще тестват дали техният модел се представя по-добре за четири или пет газови гиганта.
Във всеки случай човечеството скоро трябва да получиотговорът на този въпрос. Обсерваторията Вера Рубин, планирана да заработи до края на 2023 г., трябва да открие Планета Девет, ако тя съществува. Инструментът е планиран да изследва слаби микролещи в дълбокия космос, както и малки тела в Слънчевата система.
Астрономите направиха изчисления, които показаха товаТелескопът ще може да открива поне няколко такива изригвания годишно. В този случай учените ще могат да потвърдят, че Деветата планета е черна дупка и допълнително да определят нейните орбитални параметри.
Прочетете още
Гледайте на живо как астероид с размер на автобус приближава Земята
Астрономите са открили планета близо до Земята: тя има много странна орбита
Той е ловуван от векове: какво знаем за планетата Вулкан до Слънцето