Как образовались газовые гиганты и существует ли Девятая планета — на эти вопросы пытается ответить
Mistä uudessa tutkimuksessa on kyse?
По словам авторов, это исследование поможет понять, как образовались планеты, такие как Земля. А еще его выводы намекают на то, что существует пятый газовый гигант, который скрывается на расстоянии 80,5 млрд км от нашей планеты.
Miten tiedemiehet tutkivat planeettoja?
Tähdet nousevat esiin valtavista pyörteistä pilvistäavaruuskaasu ja pöly. Aurinkomme syttymisen jälkeen varhainen aurinkokunta oli edelleen täynnä kaasua, jolla oli tärkeä rooli planeettojen, mukaan lukien kaasujättiläisten, muodostumisessa ja kehityksessä.
В конце ХХ века ученые считали, что газовые гиганты — Юпитер и Сатурн — изначально вращались вокруг Солнца по ровным, небольшим орбитам. Но было непонятно, почему орбиты именно такой формы.
Vuonna 2005 kansainvälinen tutkijaryhmätarjosivat vastauksen tähän kysymykseen: he kehittivät Nizzan mallin. Hänen mukaansa näiden planeettojen välillä oli epävakautta - kaoottinen joukko gravitaatiovuorovaikutuksia, joiden seurauksena tällaiset kiertoradat muodostuivat.
Nizzan malli on edelleen ajankohtainenteoriassa, mutta viimeisten 17 vuoden aikana tutkijoilla on ollut uusia kysymyksiä. Esimerkiksi kaasujättiläisen epävakauden uskottiin alun perin tapahtuneen satoja miljoonia vuosia aurinkokunnan synnyttäneen kaasumaisen levyn hajoamisen jälkeen. Mutta on uusia todisteita siitä, että se tapahtui aiemmin. Se herättää myös uusia kysymyksiä siitä, kuinka sisäinen aurinkokunta, joka sisältää Maan, kehittyi.
Mitä uuden teoksen tekijät päättivät tehdä?
Uuden teoksen kirjoittajat ehdottivat sitä aiemminAurinkokunnan kaasujättiläisillä on niin sileät radat, koska ikiaikainen kaasukiekko haihtui. Tämä saattaa selittää, miksi planeetat leviävät kiertoradalle paljon nopeammin kuin Nizzan malli alun perin ehdotti, ja ehkä jopa ilman epävakautta, joka työnsi ne sinne.
«Нам пришла в голову идея, что планеты-гиганты, возможно, могли передвигаться распространяться за счет эффекта «отскока» по мере рассеивания диска. Возможно, они никогда не были нестабильными», — сказал Шон Рэймонд из Университета Бордо во Франции. Дальше авторы впервые предложили идею эффекта «отскока» и создали для нее моделирование всех газовых дисков и больших экзопланет.
«Ситуация в нашей Солнечной системе немного иная, потому что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун расположены на более широких орбитах, — сказал Бейбеей Лю, исследователь Чжэцзянского университета в Китае. — Мы поняли, что это явление можно объяснить, если газовый диск рассеется изнутри наружу».
Команда обнаружила, что это вывернутое наизнанку рассеивание стало естественной причиной для нестабильности в модели Nice. В итоге авторы убедились в релевантности модели Nice.
Miten kirjoittajat muuttivat vakiintunutta mallia?
Ситуация, которая была в начале нестабильности, в модели авторов выглядит так же. В ней все еще есть зарождающееся Солнце, окруженное облаком газа и пыли. И несколько молодых газовых гигантов, которые вращаются вокруг звезды в этом облаке.
Исследователи отмечают, что все солнечные системы образуются в диске из газа и пыли. Это естественный побочный продукт того, как формируются звезды. Но когда Солнце вспыхнуло, оно начало сжигать свое ядерное топливо и генерировать солнечный свет, нагревая диск и выдувая его изнутри наружу.
Tämä loi ympäröivään kaasupilveen kasvavan reiänAurinko. Kun reikä kasvoi, sen reuna kulki jokaisen kaasujättiläisen kiertoradan läpi. Ryhmän tietokonesimulaatioiden mukaan tämä siirtymä erittäin suurella todennäköisyydellä johti jättimäisen planeetan erittäin epävakauteen. Näiden suurten planeettojen siirtäminen nykyiselle kiertoradalle on myös aikaisempi kuin alkuperäinen Nizzan mallin satojen miljoonien vuosien aikajana.
”Epävakaus ilmenee aikaisemmin, kun Auringon kaasumainen kiekko haihtuu. Sen pitäisi tapahtua muutamasta miljoonasta vuodesta 10 miljoonaan vuoteen aurinkokunnan syntymän jälkeen", Liu sanoi.
Uusi malli johtaa myös sekoitukseenmateriaalia ulkoisesta ja sisäisestä aurinkokunnasta. Maan geokemia viittaa siihen, että tällaisen sekoittumisen on täytynyt tapahtua planeettamme ollessa vielä muodostumisprosessissa.
"Tämä prosessi todella kiihottaa sisäistäaurinkokunta ja maa voi tulla juuri siitä", sanoi Jacobson, "tämä on täysin sopusoinnussa havaintojen kanssa." Ryhmän mukaan heidän seuraava tavoite on tutkia epävakauden ja Maan muodostumisen välistä yhteyttä.
Kuinka tuntematon planeetta syntyi?
Джейкобсон сказал, что их работа касается одного из самых популярных вопросов о нашей Солнечной системе: сколько в ней планет. В настоящее время ответ — восемь.
Авторы отмечают, что модель Nice работала немного лучше, при условии, что в ранней Солнечной системе было пять газовых гигантов вместо четырех. Это намек на Девятую планету, о которой последние годы активно спорят ученые. Согласно модели, эту дополнительную планету выбросило из нашей Солнечной системы во время нестабильности.
Mutta vuonna 2015 Kalifornian tutkijatInstitute of Technology on löytänyt todisteita siitä, että aurinkokunnan laitamilla, noin 80,5 miljardin kilometrin päässä Auringosta, voi vielä olla löytämätön planeetta.
До сих пор нет конкретных доказательств того, что эта гипотетическая планета — по прозвищу Планета X или Девятая планета — или дополнительная планета из модели Nice действительно существуют. Тем не менее, все эти объекты могут быть одним и тем же.
Jacobson ja kollegat eivät pystyneet vastaamaan tähän kysymykseen suoraan simulaatioillaan, mutta he aikovat testata, toimiiko heidän mallinsa paremmin neljälle tai viidelle kaasujättiläiselle.
В любом случае человечество должно скоро получить ответ на этот вопрос. Обсерватория Веры Рубин, которую планируется ввести в эксплуатацию к концу 2023 года, должна обнаружить Девятую планету, если она существует. Планируется, что инструмент будет изучать слабое микролинзирование в глубоком космосе, а также малые тела Солнечной системы.
Астрономы провели расчеты, которые показали, что телескоп сможет регистрировать по крайней мере несколько подобных вспышек в год. В этом случае ученые смогут подтвердить, что Девятая планета является черной дырой, и в дальнейшем выяснить ее орбитальные параметры.
Lue lisää
Katso suorana, kun bussin kokoinen asteroidi lähestyy Maata
Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeetan läheltä maata: sillä on hyvin outo kiertorata
Sitä on metsästetty vuosisatoja: mitä tiedämme Vulcan-planeetasta Auringon vieressä