Kaip susiformavo dujų milžinai ir ar Devintoji planeta egzistuoja – bandoma atsakyti į šiuos klausimus
Apie ką naujas tyrimas?
Pasak autorių, šis tyrimas padėssuprasti, kaip susiformavo tokios planetos kaip Žemė. O jo radiniai taip pat sufleruoja, kad egzistuoja penktasis dujų milžinas, kuris yra paslėptas 80,5 mlrd. km atstumu nuo mūsų planetos.
Kaip mokslininkai tyrinėja planetas?
Iš didžiulių besisukančių debesų išnyra žvaigždėskosmoso dujos ir dulkės. Po to, kai mūsų Saulė nušvito, ankstyvoji Saulės sistema vis dar buvo užpildyta pirmykščiu dujų disku, kuris vaidino svarbų vaidmenį formuojantis ir evoliucijoje planetoms, įskaitant dujų milžinus.
XX amžiaus pabaigoje mokslininkai manė, kad dujų milžinai Jupiteris ir Saturnas iš pradžių sukasi aplink Saulę lygiomis, mažomis orbitomis. Tačiau nebuvo aišku, kodėl orbitos turi tokią konkrečią formą.
2005 m. tarptautinė mokslininkų komandapasiūlė atsakymą į šį klausimą: jie sukūrė Nicos modelį. Anot jos, tarp šių planetų buvo nestabilumas – chaotiškas gravitacinių sąveikų rinkinys, dėl kurio susidarė tokios orbitos.
Nicos modelis vis dar aktualusteorija, tačiau per pastaruosius 17 metų mokslininkams kyla naujų klausimų. Pavyzdžiui, iš pradžių buvo manoma, kad dujų milžino nestabilumas įvyko praėjus šimtams milijonų metų po to, kai išsisklaidė pirmapradis dujinis diskas, pagimdęs Saulės sistemą. Tačiau yra naujų įrodymų, kad tai įvyko anksčiau. Tai taip pat kelia naujų klausimų apie tai, kaip vystėsi vidinė saulės sistema, kurioje yra Žemė.
Ką nusprendė daryti naujojo kūrinio autoriai?
Tą anksčiau siūlė naujojo kūrinio autoriaidujų milžinai Saulės sistemoje turi tokias lygias orbitas, nes išgaravo pirmapradis dujų diskas. Tai galėtų paaiškinti, kodėl planetos išsiskleidė į orbitas daug anksčiau, nei iš pradžių siūlyta Nicos modelyje, ir galbūt net be nestabilumo, kuris jas ten pastūmėjo.
„Sugalvojome, kad milžiniškos planetos,Galbūt jie galėtų judėti ir išplisti dėl „atsimušimo“ efekto. kaip diskas išsisklaido. Galbūt jie niekada nebuvo nestabilūs“, – sakė Seanas Raymondas iš Bordo universiteto Prancūzijoje. Toliau autoriai pirmiausia pasiūlė „atšokimo“ efekto idėją ir sukūrė visų dujinių diskų ir didelių egzoplanetų modeliavimą.
„Situacija mūsų saulės sistemoje yra šiek tiek kitokia,nes Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas išsidėstę platesnėse orbitose, sakė Kinijos Džedziango universiteto mokslininkas Beibei Liu. „Supratome, kad šį reiškinį galima paaiškinti, jei dujų diskas išsisklaidytų iš vidaus.
Komanda išsiaiškino, kad ši sklaida iš vidaus buvo natūrali Nicos modelio nestabilumo priežastis. Dėl to autoriai buvo įsitikinę Nicos modelio tinkamumu.
Kaip autoriai pakeitė nusistovėjusį modelį?
Padėtis, kuri buvo nestabilumo pradžioje,Autorių modelis atrodo taip pat. Jame vis dar yra besiformuojanti Saulė, apsupta dujų ir dulkių debesies. Ir keletas jaunų dujų milžinų, kurie skrieja aplink žvaigždę šiame debesyje.
Tyrėjai pastebi, kad visos saulės sistemossusidarė dujų ir dulkių diske. Tai natūralus žvaigždžių formavimosi šalutinis produktas. Tačiau kai Saulė užsidegė, ji pradėjo deginti branduolinį kurą ir generuoti saulės šviesą, kaitindama diską ir pūsdama jį iš vidaus.
Taip aplinkui dujų debesyje atsirado didėjanti skylėSaulė. Didėjant skylei, jos kraštas praėjo per kiekvieno dujų milžino orbitą. Remiantis komandos kompiuteriniais modeliavimais, šis perėjimas su labai didele tikimybe lėmė patį milžiniškos planetos nestabilumą. Šių didelių planetų perkėlimo į dabartines orbitas procesas taip pat yra ankstesnis nei originalus šimtų milijonų metų Nicos modelio laiko grafikas.
„Nestabilumas atsiranda anksčiau, kai Saulės dujinis diskas išsisklaido. Tai turėtų įvykti nuo kelių milijonų metų iki 10 milijonų metų po Saulės sistemos gimimo“, – sakė Liu.
Naujasis modelis taip pat veda į maišymąmedžiaga iš išorinės ir vidinės saulės sistemos. Žemės geochemija rodo, kad toks maišymasis turėjo įvykti mūsų planetai dar besiformuojant.
„Šis procesas tikrai sujudins vidųSaulės sistema, o Žemė gali kilti tik iš jos, – sakė Jacobsonas, – tai visiškai atitinka stebėjimus. Pasak komandos, kitas jų tikslas yra ištirti ryšį tarp nestabilumo ir Žemės formavimosi.
Kaip atsirado neatrasta planeta?
Jacobsonas teigė, kad jų darbas sprendžia vieną iš populiariausių klausimų apie mūsų saulės sistemą: kiek planetų yra. Šiuo metu atsakymas yra aštuoni.
Autoriai pažymi, kad Nicos modelis šiek tiek pasiteisinogeriau, atsižvelgiant į tai, kad ankstyvojoje Saulės sistemoje buvo penki dujų milžinai, o ne keturi. Tai užuomina į Devintą planetą, dėl kurios mokslininkai pastaraisiais metais aktyviai ginčijasi. Pagal modelį ši papildoma planeta buvo išstumta iš mūsų saulės sistemos nestabilumo metu.
Tačiau Kalifornijos mokslininkai 2015 mTechnologijos institutas rado įrodymų, kad Saulės sistemos pakraštyje, maždaug 80,5 mlrd. km atstumu nuo Saulės, vis dar gali egzistuoti neatrasta planeta.
Konkrečių įrodymų vis dar nėraši hipotetinė planeta, pravarde Planet X arba Planet Nine, arba papildoma planeta pagal Nicos modelį iš tikrųjų egzistuoja. Tačiau visi šie objektai gali būti vienodi.
Jacobsonas ir kolegos negalėjo tiesiogiai atsakyti į šį klausimą savo modeliavimu, tačiau jie ketina išbandyti, ar jų modelis geriau veikia keturiems ar penkiems dujų milžinams.
Bet kokiu atveju žmonija netrukus turėtų gautiatsakymas į šį klausimą. Vera Rubin observatorija, kurią planuojama pradėti veikti iki 2023 m. pabaigos, turėtų aptikti Devintą planetą, jei ji egzistuoja. Prietaisu planuojama tirti silpną mikrolęšiavimą gilioje erdvėje, taip pat mažus kūnus Saulės sistemoje.
Astronomai atliko skaičiavimus, kurie tai parodėTeleskopas galės aptikti bent keletą tokių blyksnių per metus. Tokiu atveju mokslininkai galės patvirtinti, kad Devinta planeta yra juodoji skylė, ir toliau nustatyti jos orbitos parametrus.
Skaityti daugiau
Žiūrėkite tiesiogiai, kaip prie Žemės artėja autobuso dydžio asteroidas
Astronomai netoli Žemės rado planetą: jos orbita labai keista
Jis buvo medžiojamas šimtmečius: ką mes žinome apie Vulkano planetą šalia Saulės