Kako su nastali plinoviti divovi i postoji li Planet Devet - pokušavamo odgovoriti na ova pitanja
O čemu govori nova studija?
Prema autorima, ova će studija pomoćirazumjeti kako su nastali planeti poput Zemlje. A njegova otkrića daju naslutiti i da postoji peti plinoviti div, koji je skriven na udaljenosti od 80,5 milijardi km od našeg planeta.
Kako znanstvenici istražuju planete?
Zvijezde izranjaju iz ogromnih uskovitlanih oblakasvemirski plin i prašina. Nakon što je naše Sunce osvijetlilo, rani Sunčev sustav je još uvijek bio ispunjen primordijalnim plinovitim diskom koji je igrao važnu ulogu u formiranju i evoluciji planeta, uključujući plinske divove.
Krajem 20. stoljeća znanstvenici su vjerovali da su plinoviti divovi Jupiter i Saturn izvorno kružili oko Sunca u glatkim, malim orbitama. Ali nije bilo jasno zašto su orbite imale baš ovakav oblik.
2005. međunarodni tim znanstvenikaponudio odgovor na ovo pitanje: razvili su model Nice. Prema njezinim riječima, postojala je nestabilnost između tih planeta - kaotičan skup gravitacijskih interakcija, uslijed kojih su nastale takve orbite.
Model Nice je i dalje aktualanteorija, ali tijekom proteklih 17 godina znanstvenici imaju nova pitanja. Na primjer, prvobitno se smatralo da se nestabilnost plinovitog diva dogodila stotinama milijuna godina nakon raspršenja primordijalnog plinovitog diska koji je iznjedrio Sunčev sustav. Ali postoje novi dokazi da se to dogodilo ranije. Također postavlja nova pitanja o tome kako je evoluirao unutarnji Sunčev sustav, koji sadrži Zemlju.
Što su odlučili napraviti autori novog djela?
Autori novog djela su to ranije sugeriraliplinoviti divovi u Sunčevom sustavu imaju tako glatke orbite jer je primordijalni plinski disk ispario. To bi moglo objasniti zašto su se planeti raširili u orbite mnogo prije nego što je model Nice izvorno sugerirao, a možda čak i bez nestabilnosti koja ih je tamo gurnula.
"Došli smo na ideju da divovski planeti,Možda bi se mogle pomaknuti i proširiti zbog «rebound efekta» dok se disk rasipa. Možda nikada nisu bili nestabilni”, rekao je Sean Raymond sa Sveučilišta u Bordeauxu u Francuskoj. Zatim su autori prvi predložili ideju efekta "odskoka" i za nju stvorili simulaciju svih plinovitih diskova i velikih egzoplaneta.
"Situacija u našem Sunčevom sustavu je malo drugačija,jer se Jupiter, Saturn, Uran i Neptun nalaze u širim orbitama, rekao je Beibei Liu, istraživač sa Sveučilišta Zhejiang u Kini. "Shvatili smo da se ovaj fenomen može objasniti ako se plinski disk rasprši iznutra prema van."
Tim je otkrio da je disperzija iznutra prema van prirodni uzrok nestabilnosti u Nice modelu. Kao rezultat toga, autori su bili uvjereni u relevantnost modela iz Nice.
Kako su autori promijenili ustaljeni model?
Stanje koje je bilo na početku nestabilnosti, uModel autora izgleda isto. Još uvijek sadrži Sunce u rađanju, okruženo oblakom plina i prašine. I nekoliko mladih plinovitih divova koji kruže oko zvijezde u ovom oblaku.
Istraživači primjećuju da svi solarni sustaviformirana u disku plina i prašine. Ovo je prirodni nusprodukt nastajanja zvijezda. No kad je Sunce planulo, počelo je sagorijevati svoje nuklearno gorivo i stvarati sunčevu svjetlost, zagrijavajući disk i ispuhujući ga iznutra.
To je stvorilo rastuću rupu u oblaku plina uokoloSunce. Kako je rupa rasla, njezin je rub prolazio kroz orbite svakog od plinovitih divova. Prema računalnim simulacijama tima, ovaj prijelaz s vrlo velikom vjerojatnošću doveo je do same nestabilnosti divovskog planeta. Proces premještanja ovih velikih planeta u njihove trenutne orbite također je raniji od izvorne vremenske linije modela Nice od stotina milijuna godina.
“Nestabilnost se javlja ranije, kada se Sunčev plinoviti disk rasprši. To bi se trebalo dogoditi od nekoliko milijuna godina do 10 milijuna godina nakon rođenja Sunčevog sustava”, rekao je Liu.
Novi model također dovodi do miješanjamaterijala iz vanjskog i unutarnjeg solarnog sustava. Geokemija Zemlje sugerira da se takvo miješanje moralo dogoditi dok je naš planet još bio u procesu formiranja.
“Ovaj proces će stvarno uzburkati nutrinuSunčev sustav, a Zemlja možda dolazi upravo iz njega,” rekao je Jacobson, “ovo je sasvim u skladu s opažanjima.” Prema timu, njihov sljedeći cilj je proučavanje veze između nestabilnosti i formiranja Zemlje.
Kako je nastao neotkriven planet?
Jacobson je rekao da se njihov rad bavi jednim od najpopularnijih pitanja o našem Sunčevom sustavu: koliko ima planeta. Trenutno je odgovor osam.
Autori napominju da je model Nice malo uspiobolje, s obzirom da je u ranom Sunčevom sustavu bilo pet plinovitih divova umjesto četiri. Ovo je nagovještaj Planeta devet, o kojem znanstvenici aktivno raspravljaju posljednjih godina. Prema modelu, ovaj dodatni planet izbačen je iz našeg Sunčevog sustava tijekom nestabilnosti.
Ali 2015. istraživači iz KalifornijeInstitut za tehnologiju pronašao je dokaz da neotkriveni planet još uvijek može postojati u predgrađu Sunčevog sustava, oko 80,5 milijardi km od Sunca.
Za to još uvijek nema konkretnih dokazaovaj hipotetski planet—nadimak Planet X ili Planet Devet—ili dodatni planet iz modela iz Nice zapravo postoji. Međutim, svi ovi objekti mogu biti ista stvar.
Jacobson i suradnici nisu mogli izravno odgovoriti na ovo pitanje svojim simulacijama, ali će testirati radi li njihov model bolje za četiri ili pet plinskih divova.
U svakom slučaju, čovječanstvo bi uskoro trebalo dobitiodgovor na ovo pitanje. Opservatorij Vera Rubin, koji bi trebao biti operativan do kraja 2023., trebao bi detektirati Planet Devet ako postoji. Instrument je planiran za proučavanje slabe mikroleće u dubokom svemiru, kao i malih tijela u Sunčevom sustavu.
Astronomi su izvršili izračune koji su to pokazaliTeleskop će moći detektirati najmanje nekoliko takvih baklji godišnje. U tom će slučaju znanstvenici moći potvrditi da je Deveta planeta crna rupa, te dodatno odrediti njezine orbitalne parametre.
Čitaj više
Gledajte uživo kako se asteroid veličine autobusa približava Zemlji
Astronomi su pronašli planet blizu Zemlje: ima vrlo čudnu orbitu
Lovi se stoljećima: što znamo o planetu Vulkan pored Sunca