Kā veidojās gāzes giganti un vai Planet Nine eksistē – mēģinot atbildēt uz šiem jautājumiem
Par ko ir jaunais pētījums?
Pēc autoru domām, šis pētījums palīdzēssaprast, kā veidojās tādas planētas kā Zeme. Un viņa atklājumi arī liek domāt, ka ir piektais gāzes gigants, kas ir paslēpts 80,5 miljardu km attālumā no mūsu planētas.
Kā zinātnieki pēta planētas?
Zvaigznes iznirst no milzīgiem virpuļojošiem mākoņiemkosmosa gāze un putekļi. Pēc mūsu Saules iedegšanas agrīnā Saules sistēma joprojām bija piepildīta ar pirmatnējo gāzes disku, kam bija svarīga loma planētu, tostarp gāzes milžu, veidošanā un evolūcijā.
20. gadsimta beigās zinātnieki uzskatīja, ka gāzes giganti Jupiters un Saturns sākotnēji riņķo ap Sauli pa gludām, nelielām orbītām. Taču nebija skaidrs, kāpēc orbītām bija šāda forma.
2005. gadā starptautiska zinātnieku komandapiedāvāja atbildi uz šo jautājumu: viņi izstrādāja Nicas modeli. Pēc viņas teiktā, starp šīm planētām valdīja nestabilitāte – haotisks gravitācijas mijiedarbības kopums, kā rezultātā izveidojās šādas orbītas.
Nicas modelis joprojām ir aktuālsteoriju, taču pēdējo 17 gadu laikā zinātniekiem radušies jauni jautājumi. Piemēram, sākotnēji tika uzskatīts, ka gāzes giganta nestabilitāte notikusi simtiem miljonu gadu pēc pirmatnējā gāzveida diska izkliedēšanas, kas radīja Saules sistēmu. Bet ir jauni pierādījumi, ka tas notika agrāk. Tas arī rada jaunus jautājumus par to, kā attīstījās iekšējā Saules sistēma, kurā atrodas Zeme.
Ko nolēma darīt jaunā darba autori?
Jaunā darba autori to iepriekš ieteicagāzes milžiem Saules sistēmā ir tik gludas orbītas, jo pirmatnējais gāzes disks ir iztvaikojis. Tas varētu izskaidrot, kāpēc planētas izplatījās orbītās daudz ātrāk, nekā sākotnēji tika ieteikts Nicas modelī, un, iespējams, pat bez nestabilitātes, kas tās virzīja uz turieni.
"Mēs nāca klajā ar ideju, ka milzu planētas,Iespējams, tie varētu pārvietoties un izplatīties "atsitiena" efekta dēļ. kā disks izkliedējas. Viņi, iespējams, nekad nav bijuši nestabili,” sacīja Šons Raimonds no Bordo universitātes Francijā. Pēc tam autori vispirms ierosināja ideju par “atlēciena” efektu un izveidoja tai visu gāzveida disku un lielo eksoplanetu simulāciju.
"Situācija mūsu Saules sistēmā ir nedaudz atšķirīga,jo Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns atrodas plašākās orbītās, sacīja Ķīnas Džedzjanas universitātes pētnieks Beibei Liu. "Mēs sapratām, ka šo parādību var izskaidrot, ja gāzes disks izkliedējas no iekšpuses uz āru."
Komanda atklāja, ka šī iekšējā izkliede bija dabisks Nicas modeļa nestabilitātes cēlonis. Rezultātā autori pārliecinājās par Nicas modeļa atbilstību.
Kā autori mainīja izveidoto modeli?
Situācija, kas bija nestabilitātes sākumā, inAutoru modelis izskatās tāpat. Tajā joprojām atrodas topošā Saule, ko ieskauj gāzes un putekļu mākonis. Un vairāki jauni gāzes giganti, kas riņķo ap zvaigzni šajā mākonī.
Pētnieki atzīmē, ka visas Saules sistēmasveidojas gāzes un putekļu diskā. Tas ir dabisks blakusprodukts, kā veidojas zvaigznes. Bet, kad Saule uzliesmoja, tā sāka dedzināt savu kodoldegvielu un radīt saules gaismu, uzsildot disku un izpūšot to no iekšpuses.
Tas apkārtējā gāzes mākonī radīja augošu caurumuSaule. Caurumam augot, tā mala izgāja cauri katra gāzes giganta orbītām. Saskaņā ar komandas datorsimulācijām, šī pāreja ar ļoti lielu varbūtību izraisīja milzu planētas nestabilitāti. Šo lielo planētu pārvietošanas process to pašreizējās orbītās ir arī agrāks nekā sākotnējā Nicas modeļa laika skala simtiem miljonu gadu garumā.
“Nestabilitāte rodas agrāk, kad Saules gāzveida disks izkliedējas. Tam vajadzētu notikt no dažiem miljoniem gadu līdz 10 miljoniem gadu pēc Saules sistēmas dzimšanas, ”sacīja Liu.
Jaunais modelis arī noved pie sajaukšanasmateriāls no ārējās un iekšējās saules sistēmas. Zemes ģeoķīmija liecina, ka šādai sajaukšanai ir jānotiek, kamēr mūsu planēta vēl tikai veidojās.
"Šis process patiešām sakustinās iekšējoSaules sistēma un Zeme var nākt tieši no tās,” sacīja Džeikobsons, “tas pilnībā atbilst novērojumiem. Pēc komandas domām, viņu nākamais mērķis ir izpētīt saistību starp nestabilitāti un Zemes veidošanos.
Kā radās neatklātā planēta?
Džeikobsons sacīja, ka viņu darbs pievēršas vienam no populārākajiem jautājumiem par mūsu Saules sistēmu: cik planētu ir. Pašlaik atbilde ir astoņi.
Autori atzīmē, ka Nicas modelis nedaudz strādājalabāk, ņemot vērā, ka agrīnajā Saules sistēmā bija pieci gāzes giganti, nevis četri. Tas ir mājiens uz Planet Nine, par kuru zinātnieki pēdējos gados aktīvi strīdas. Saskaņā ar modeli šī papildu planēta tika izmesta no mūsu Saules sistēmas nestabilitātes laikā.
Bet 2015. gadā Kalifornijas pētniekiTehnoloģiju institūts ir atradis pierādījumus, ka Saules sistēmas nomalē, aptuveni 80,5 miljardu km attālumā no Saules, joprojām varētu pastāvēt neatklāta planēta.
Konkrētu pierādījumu tam joprojām navšī hipotētiskā planēta — ar segvārdu Planet X vai Planet Nine — vai papildu planēta no Nicas modeļa faktiski pastāv. Tomēr visi šie objekti var būt viens un tas pats.
Džeikobsons un kolēģi nevarēja tieši atbildēt uz šo jautājumu ar savām simulācijām, taču viņi gatavojas pārbaudīt, vai viņu modelis darbojas labāk četriem vai pieciem gāzes gigantiem.
В любом случае человечество должно скоро получить atbildi uz šo jautājumu. Veras Rubīnas observatorijai, kuru paredzēts sākt darboties līdz 2023. gada beigām, vajadzētu atklāt devīto planētu, ja tāda pastāv. Ar instrumentu plānots pētīt vāju mikrolēcu dziļajā kosmosā, kā arī mazus ķermeņus Saules sistēmā.
Astronomi veica aprēķinus, kas to parādījaTeleskops spēs atklāt vismaz vairākus šādus uzliesmojumus gadā. Šajā gadījumā zinātnieki varēs apstiprināt, ka planēta Nine ir melnais caurums, un turpmāk noteikt tās orbitālos parametrus.
Lasīt vairāk
Skatieties tiešraidē, kā Zemei tuvojas autobusa izmēra asteroīds
Astronomi ir atraduši planētu netālu no Zemes: tai ir ļoti dīvaina orbīta
Tas ir medīts gadsimtiem ilgi: ko mēs zinām par planētu Vulkāns blakus Saulei