巨大ガス惑星はどのように形成されたのか、プラネット ナインは存在するのか - これらの質問に答えようとしています
新しい研究は何についてですか？
著者らによると、この研究は役立つだろう地球のような惑星がどのように形成されたかを理解します。そして彼の発見は、私たちの惑星から 805 億 km の距離に隠れている 5 番目の巨大ガス惑星の存在を示唆しています。
科学者はどのように惑星を探索しますか？
星は巨大な渦巻く雲から出現します宇宙ガスとほこり。私たちの太陽が明るくなった後も、初期の太陽系は、巨大ガスを含む惑星の形成と進化に重要な役割を果たした原始的なガス状の円盤でまだ満たされていました。
20世紀末、科学者たちは、巨大ガス惑星である木星と土星がもともと滑らかな小さな軌道で太陽の周りを公転していると信じていました。しかし、なぜ軌道がこのような特定の形状になったのかは明らかではありませんでした。
2005年、科学者の国際チームこの質問に対する答えを提供しました：彼らはニースモデルを開発しました。彼女によると、これらの惑星の間には不安定性がありました-重力相互作用の混沌としたセット、その結果としてそのような軌道が形成されました。
ニースモデルはまだ関連しています理論ですが、過去17年間で、科学者は新しい質問をします。たとえば、ガス巨人の不安定性は、太陽系を生み出した原始ガス状円盤の散乱から数億年後に発生したと当初は考えられていました。しかし、それが以前に起こったという新しい証拠があります。それはまた、地球を含む内太陽系がどのように進化したかについての新しい疑問を提起します。
新作の作者は何をすることにしましたか？
新しい作品の作者は以前に次のように示唆しました太陽系の巨大ガスは、原始的なガス円盤が蒸発したため、そのような滑らかな軌道を持っています。これは、なぜ惑星がニースモデルが最初に提案したよりもはるかに早く軌道に広がるのか、そしておそらくそれらをそこに押しやる不安定性がなくても説明することができます。
「私たちは巨大な惑星が、おそらく、「リバウンド」効果により移動し、拡散する可能性があります。ディスクが消滅するにつれて。彼らは決して不安定ではなかったかもしれない」とフランスのボルドー大学のショーン・レイモンド氏は語った。次に、著者らは最初に「バウンス」効果のアイデアを提案し、すべてのガス円盤と大型系外惑星のそれに対するシミュレーションを作成しました。
「私たちの太陽系の状況は少し異なります。中国の浙江大学の研究者ベイベイ・リウ氏は、木星、土星、天王星、海王星はより広い軌道に位置しているためだと述べた。 「この現象は、ガス円盤が内側から外側に拡散すれば説明できることに気づきました。」
研究チームは、この内外分散がニース モデルの不安定性の自然な原因であることを発見しました。その結果、著者らはニース モデルの妥当性を確信しました。
著者は確立されたモデルをどのように変更しましたか？
不安定の始まりだった状況は、著者のモデルは同じに見えます。そこにはまだ誕生したばかりの太陽が存在し、ガスと塵の雲に囲まれています。そして、この雲の中で星の周りを周回しているいくつかの若いガス巨人。
研究者らは、すべての太陽系がガスと塵の円盤の中に形成されます。これは星が形成される過程で自然に生じる副産物です。しかし、太陽が燃え上がると、核燃料が燃え始めて太陽光が発生し、円盤が加熱されて内側から吹き飛ばされます。
これにより、周囲のガス雲に成長する穴ができました太陽。穴が大きくなるにつれて、その端は各ガス巨人の軌道を通過しました。チームのコンピューターシミュレーションによると、非常に高い確率でのこの遷移は、巨大惑星の非常に不安定な状態につながりました。これらの大きな惑星を現在の軌道に移動するプロセスも、数億年の元のニースモデルのタイムラインよりも早いです。
「不安定性は、太陽のガス状の円盤が散逸するときに、より早く発生します。太陽系の誕生から数百万年から1000万年後に発生するはずです」とLiu氏は述べています。
新しいモデルもミキシングにつながります外側と内側のソーラーシステムからの材料。地球の地球化学は、私たちの惑星がまだ形成の過程にある間にそのような混合が起こったに違いないことを示唆しています。
「このプロセスは本当に内面をかき立てます太陽系、そして地球はそれから来るかもしれません」とジェイコブソンは言いました、「これは観測と完全に一致しています。」チームによると、彼らの次の目標は、不安定性と地球の形成との関係を研究することです。
未発見の惑星はどのようにして生まれたのですか？
ジェイコブソン氏は、彼らの研究は、太陽系に関する最も一般的な質問の1つである、惑星がいくつあるのかを解決していると述べた。現在の答えは 8 です。
著者らは、Nice モデルが少しは機能したと指摘しています。初期の太陽系に巨大ガス惑星が 4 つではなく 5 つあったことを考えると、より良いことです。これは、科学者たちが近年活発に議論しているプラネット・ナインに関するヒントです。モデルによると、この余分な惑星は不安定な時期に太陽系から弾き出されました。
しかし、2015年には、カリフォルニアの研究者が工業大学は、太陽から約805億キロ離れた太陽系の郊外に、未発見の惑星がまだ存在している可能性があるという証拠を発見しました。
という具体的な証拠はまだありませんこの仮想の惑星 (プラネット X またはプラネット ナインと呼ばれる)、またはニース モデルの追加の惑星は実際に存在します。ただし、これらのオブジェクトはすべて同じものである可能性があります。
Jacobsonらは、シミュレーションでこの質問に直接答えることはできませんでしたが、モデルが4つまたは5つのガス巨人に対してより優れているかどうかをテストする予定です。
いずれにせよ、人類はすぐにそれを受け取るべきですこの質問に対する答え。 2023年末までに運用開始予定のベラ・ルービン天文台は、プラネット・ナインが存在する場合にはそれを検出するはずだ。この装置は、太陽系の小天体だけでなく、深宇宙の弱いマイクロレンズを研究することが計画されています。
天文学者は次のことを示す計算を実行しました。この望遠鏡は、そのようなフレアを年間少なくとも数回検出できるでしょう。この場合、科学者はプラネット ナインがブラック ホールであることを確認し、その軌道パラメータをさらに決定することができます。
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