Πώς σχηματίστηκαν οι γίγαντες αερίου και αν υπάρχει ο Πλανήτης Εννέα - προσπαθώντας να απαντήσουμε σε αυτά τα ερωτήματα
Τι αφορά η νέα μελέτη;
Σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτή η μελέτη θα βοηθήσεικατανοήσουν πώς σχηματίστηκαν πλανήτες όπως η Γη. Και τα ευρήματά του αφήνουν να εννοηθεί ότι υπάρχει και ένας πέμπτος γίγαντας φυσικού αερίου, ο οποίος βρίσκεται κρυμμένος σε απόσταση 80,5 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον πλανήτη μας.
Πώς εξερευνούν οι επιστήμονες τους πλανήτες;
Τα αστέρια αναδύονται από τεράστια στροβιλιζόμενα σύννεφαδιαστημικό αέριο και σκόνη. Αφού ο Ήλιος μας φώτισε, το πρώιμο ηλιακό σύστημα ήταν ακόμα γεμάτο με έναν αρχέγονο αέριο δίσκο που έπαιξε σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό και την εξέλιξη των πλανητών, συμπεριλαμβανομένων των γίγαντων αερίων.
Στα τέλη του 20ου αιώνα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι αέριοι γίγαντες Δίας και Κρόνος αρχικά περιστρέφονταν γύρω από τον Ήλιο σε ομαλές, μικρές τροχιές. Όμως δεν ήταν σαφές γιατί οι τροχιές είχαν αυτό το συγκεκριμένο σχήμα.
Το 2005, μια διεθνής ομάδα επιστημόνωνπρόσφερε μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα: ανέπτυξαν το μοντέλο της Νίκαιας. Σύμφωνα με αυτήν, υπήρχε αστάθεια μεταξύ αυτών των πλανητών - ένα χαοτικό σύνολο βαρυτικών αλληλεπιδράσεων, ως αποτέλεσμα των οποίων δημιουργήθηκαν τέτοιες τροχιές.
Το μοντέλο της Nice εξακολουθεί να είναι επίκαιροθεωρία, αλλά τα τελευταία 17 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν νέα ερωτήματα. Για παράδειγμα, η αστάθεια του γίγαντα αερίου αρχικά θεωρήθηκε ότι συνέβη εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη διασπορά του αρχέγονου αέριου δίσκου που γέννησε το ηλιακό σύστημα. Αλλά υπάρχουν νέα στοιχεία ότι συνέβη νωρίτερα. Εγείρει επίσης νέα ερωτήματα σχετικά με το πώς εξελίχθηκε το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, το οποίο περιέχει τη Γη.
Τι αποφάσισαν να κάνουν οι συγγραφείς του νέου έργου;
Οι συγγραφείς του νέου έργου πρότειναν στο παρελθόν αυτόΟι γίγαντες αερίου στο ηλιακό σύστημα έχουν τόσο ομαλές τροχιές επειδή ο αρχέγονος δίσκος αερίου εξατμίστηκε. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί οι πλανήτες απλώθηκαν σε τροχιές πολύ νωρίτερα από ό,τι υποδείχθηκε αρχικά το μοντέλο της Νίκαιας, και ίσως ακόμη και χωρίς την αστάθεια που τους ώθησε εκεί.
«Καταλήξαμε στην ιδέα ότι οι γιγάντιοι πλανήτες,Ίσως θα μπορούσαν να μετακινηθούν και να εξαπλωθούν λόγω του φαινομένου "rebound". καθώς ο δίσκος διαλύεται. Μπορεί να μην ήταν ποτέ ασταθείς», δήλωσε ο Sean Raymond από το Πανεπιστήμιο του Μπορντό στη Γαλλία. Στη συνέχεια, οι συγγραφείς πρότειναν αρχικά την ιδέα του φαινομένου «αναπήδησης» και δημιούργησαν για αυτό μια προσομοίωση όλων των αέριων δίσκων και μεγάλων εξωπλανητών.
«Η κατάσταση στο ηλιακό μας σύστημα είναι λίγο διαφορετική,επειδή ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας βρίσκονται σε ευρύτερες τροχιές, δήλωσε ο Beibei Liu, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Zhejiang στην Κίνα. «Συνειδητοποιήσαμε ότι αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να εξηγηθεί εάν ο δίσκος αερίου διασκορπιζόταν από μέσα προς τα έξω».
Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτή η διασπορά μέσα προς τα έξω ήταν μια φυσική αιτία αστάθειας στο μοντέλο της Νίκαιας. Ως αποτέλεσμα, οι συγγραφείς πείστηκαν για τη συνάφεια του μοντέλου της Νίκαιας.
Πώς άλλαξαν οι συγγραφείς το καθιερωμένο μοντέλο;
Η κατάσταση που βρισκόταν στην αρχή της αστάθειας, στοΤο μοντέλο των συγγραφέων φαίνεται το ίδιο. Περιέχει ακόμα τον εκκολαπτόμενο Ήλιο, που περιβάλλεται από ένα σύννεφο αερίου και σκόνης. Και αρκετοί νέοι γίγαντες αερίου που περιφέρονται γύρω από το αστέρι σε αυτό το σύννεφο.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι όλα τα ηλιακά συστήματασχηματίζεται σε ένα δίσκο αερίου και σκόνης. Αυτό είναι ένα φυσικό υποπροϊόν του πώς σχηματίζονται τα αστέρια. Όταν όμως ο Ήλιος φούντωσε, άρχισε να καίει το πυρηνικό του καύσιμο και να παράγει ηλιακό φως, θερμαίνοντας τον δίσκο και τον φυσά από μέσα.
Αυτό δημιούργησε μια αυξανόμενη τρύπα στο σύννεφο αερίου γύρωΉλιος. Καθώς η τρύπα μεγάλωνε, η άκρη της περνούσε από τις τροχιές καθενός από τους γίγαντες αερίου. Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις υπολογιστή της ομάδας, αυτή η μετάβαση με πολύ μεγάλη πιθανότητα οδήγησε στην ίδια την αστάθεια του γιγάντιου πλανήτη. Η διαδικασία μετακίνησης αυτών των μεγάλων πλανητών στις τρέχουσες τροχιές τους είναι επίσης προγενέστερη από το αρχικό χρονοδιάγραμμα του μοντέλου της Νίκαιας εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
«Η αστάθεια εμφανίζεται νωρίτερα, όταν ο αέριος δίσκος του Ήλιου διαλύεται. Θα πρέπει να συμβεί από μερικά εκατομμύρια χρόνια έως 10 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του ηλιακού συστήματος», είπε ο Liu.
Το νέο μοντέλο οδηγεί και σε μίξηυλικό από το εξωτερικό και το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Η γεωχημεία της Γης υποδηλώνει ότι τέτοια ανάμειξη πρέπει να συνέβη ενώ ο πλανήτης μας βρισκόταν ακόμη στη διαδικασία σχηματισμού.
«Αυτή η διαδικασία θα ταράξει πραγματικά το εσωτερικότο ηλιακό σύστημα, και η Γη μπορεί να προέρχεται ακριβώς από αυτό», είπε ο Jacobson, «αυτό είναι αρκετά συνεπές με τις παρατηρήσεις». Σύμφωνα με την ομάδα, ο επόμενος στόχος τους είναι να μελετήσουν τη σύνδεση μεταξύ της αστάθειας και του σχηματισμού της Γης.
Πώς προέκυψε ο ανεξερεύνητος πλανήτης;
Ο Jacobson είπε ότι το έργο τους εξετάζει ένα από τα πιο δημοφιλή ερωτήματα σχετικά με το ηλιακό μας σύστημα: πόσοι πλανήτες υπάρχουν εκεί. Αυτήν τη στιγμή η απάντηση είναι οκτώ.
Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι το μοντέλο της Νίκαιας λειτούργησε λίγοκαλύτερα, δεδομένου ότι υπήρχαν πέντε γίγαντες αερίου στο πρώιμο ηλιακό σύστημα αντί για τέσσερις. Αυτή είναι μια υπόδειξη στον Πλανήτη Εννέα, για τον οποίο οι επιστήμονες διαφωνούν ενεργά τα τελευταία χρόνια. Σύμφωνα με το μοντέλο, αυτός ο επιπλέον πλανήτης εκτινάχθηκε από το ηλιακό μας σύστημα κατά τη διάρκεια της αστάθειας.
Αλλά το 2015, ερευνητές στην ΚαλιφόρνιαΤο Ινστιτούτο Τεχνολογίας βρήκε στοιχεία ότι ένας άγνωστος πλανήτης μπορεί να υπάρχει ακόμα στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος, περίπου 80,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο.
Δεν υπάρχει ακόμη καμία συγκεκριμένη απόδειξηαυτός ο υποθετικός πλανήτης -με το παρατσούκλι Πλανήτης Χ ή Πλανήτης Εννέα- ή ο πρόσθετος πλανήτης από το μοντέλο της Νίκαιας υπάρχει στην πραγματικότητα. Ωστόσο, όλα αυτά τα αντικείμενα μπορεί να είναι το ίδιο πράγμα.
Ο Jacobson και οι συνεργάτες του δεν μπόρεσαν να απαντήσουν απευθείας σε αυτήν την ερώτηση με τις προσομοιώσεις τους, αλλά θα δοκιμάσουν εάν το μοντέλο τους έχει καλύτερη απόδοση για τέσσερις ή πέντε γίγαντες αερίου.
Σε κάθε περίπτωση, η ανθρωπότητα θα πρέπει σύντομα να λάβειτην απάντηση σε αυτό το ερώτημα. Το Παρατηρητήριο Vera Rubin, που έχει προγραμματιστεί να λειτουργήσει μέχρι το τέλος του 2023, θα πρέπει να ανιχνεύσει τον Πλανήτη Εννέα εάν υπάρχει. Το όργανο σχεδιάζεται να μελετήσει τον ασθενή μικροφακό στο βαθύ διάστημα, καθώς και τα μικρά σώματα στο Ηλιακό Σύστημα.
Οι αστρονόμοι έκαναν υπολογισμούς που το έδειξανΤο τηλεσκόπιο θα μπορεί να ανιχνεύει τουλάχιστον αρκετές τέτοιες εκλάμψεις ετησίως. Σε αυτήν την περίπτωση, οι επιστήμονες θα μπορούν να επιβεβαιώσουν ότι ο Πλανήτης Εννέα είναι μια μαύρη τρύπα και να προσδιορίσουν περαιτέρω τις τροχιακές του παραμέτρους.
Διαβάστε περισσότερα
Παρακολουθήστε ζωντανά καθώς ένας αστεροειδής μεγέθους λεωφορείου πλησιάζει τη Γη
Οι αστρονόμοι βρήκαν έναν πλανήτη κοντά στη Γη: έχει μια πολύ περίεργη τροχιά
Το κυνηγούν εδώ και αιώνες: τι γνωρίζουμε για τον πλανήτη Vulcan δίπλα στον Ήλιο