У нашій сонячній системі можуть бути інші планети

Довгий до Меркурії, Венери, Землі та Марса утворилися, інші супер-східні можуть гніздуватися всередині сонячної системи — планети більше, ніж Земля, але менше, ніж Neptune. Якщо так, то минулі дні пішли, планета була розсіяна і впала на Сонячні мільярди років тому, завдяки руху Юпітера в юності нашої системи.

Цей сценарій був запропонований Костянтином Батигіном, планетарним вченим в Каліфорнійському технологічному інституті, а Григорієм Лавриновим університетом Каліфорнія в Санта Крус на папері, опублікованому нещодавно в наукових роботах Національної академії наук (ПНАС). Результати їх розрахунку та імітаційної точки на можливість іншої картини ранньої сонячної системи, яка може відповісти на ряд нерозчинених питань про сучасний склад сонячної системи та самої Землі. Наприклад, нова робота просить, чому наземні планети в сонячній системі мають порівняно низьку масу порівняно з планетами, що орбітують інші сонцеподібні зірки.

«Наша робота показує, що внутрішня міграція Юпітера може витерти перше покоління планет і створити умови для формування масово-політичних наземних планет, які сьогодні складають нашу сонячну систему», – розповідає Батигін, асистент кафедри планетарної науки. Все це прекрасно підходить для останніх відкриттів про те, як розвивається сонячна система. Зображення нижче - це модель, створена Калтехом і його відділом Санта Крус, яка показує молоду сонячну систему, коли Юпітер, ймовірно, зробив велику міграцію всередину (у якій орбіта Юпітера представлена товстим білим коло). У той час як він переїжджає всередину, Юпітер підібрав примітивні будівельні блоки планет, або планетарів, і поїхав їх в ексцентричні орбіти (бірюзовий), які накладаються на дотисну частину планетарного диска (жовтий), змонтувавши каскад зіткнень, які могли б підштовхувати будь-які внутрішні планети в Сонце.

Завдяки останнім дослідженням екзоплантів, тобто планет, які знаходяться в інших системах, ми знаємо, що близько половини сонцеподібних зірок в нашій галактикі мають планети на своїх орбітах. Однак ці системи не люблять себе. У нашій сонячній системі дуже мало знаходиться в орбіті ртуту, крім трохи сміття, але немає планет. Це в кроковому контрасті до того, що астрономи дотримуються прикладів інших планет в більшості планетарних систем. Ці системи, як правило, мають одну або більше планет, які є більш масивними, ніж Земля і ближче до Сонця, ніж Меркурій.

2 Р



Насправді, здається, що сонячна система незвичайна в порівнянні з іншими. Наша система особлива, говорить Батигін. Але не існує причин, щоб вірити, що формування планет в нашій системі пішли по-різному. Буде доцільніше припустити, що подальші зміни вплинули на загальний вигляд. За словами Батигіна і Лавліна, Юпітер має вирішальне значення для розуміння того, як сонячна система прийшла до її сучасної форми. У своїй моделі є так званий сценарій Grand Tack, який вперше запропонував у 2001 році науковцями Університету Лондона та переглянуті в 2011 році командою в Ніцци. Згідно з цим сценарієм, в перші кілька мільйонів років життя сонячної системи, коли планетарні органи перебували в диску газу і пилу навколо порівняно молодого Сонця, Юпітер став настільки масивним і володіє такою потужною тяжінням, яка зробила отвір на диску. І як Сонячний затягував диск до себе, Юпітер витягнув його вперед.

«Джупір продовжує впливати на цей ремінь, поступово підходити до Сонця», – коментує Батигін. Сатурн утворився пізніше, ніж Юпітер, але почав рухатися в напрямку Сонце на більш швидкий темп. Після того, як дві масивні планети були досить близько, вони були зафіксовані в спеціальному роду відносин — орбітальний резонанс — коли їх орбітальні періоди почали виражатися як співвідношення цілих. На орбітальному резонансі 2:1 Сатурн завершили дві орбіти навколо Сонця, коли Юпітер завершився. На цьому співвідношенні два тіла почали викладати гранатовий вплив на один одного. Цей резонанс дозволив два планети формувати зазор в диску і обмін кутовим імпульсом і енергією, говорить Батигін. Зрештою, всі гази між двома світами були виштовховані і відслані, а міграція планет почалася в протилежному напрямку. Це, планети мігрували всередину, а потім різко змінився курс, як човен, обходячи буй. У більш ранньому моделлю, розробленому компанією Caltech’s Bradley Hansen, наземні планети зупинилися на своїх поточних орбітах з поточними масами за певних обставин – коли всі планетарі в внутрішню сонячну систему, що утворюється в вузькому каблучці в межах 0,7-1 AU of Sun (1 AU – середня відстань від Сонця до Землі) 10 мільйонів років після утворення Сонця. У Гранд-Таку сценарій, зовнішній край цього кільця намітив Юпітера, як він переміщався до Сонця і очищав проміжок у диску на своєму шляху до орбіти Землі.

Що про внутрішній край? Чому варто планетам, які підлягають внутрішнє кільце? Ця точка не доторкнулася, говорить Батигін.

Він стверджує, що відповідь може лягти в неординарні супер-серти. Порожня діра внутрішньої сонячної системи відповідає майже рівно до орбітальної області, в якій зазвичай знаходяться надземці. Тож доцільно припустити, що ця область була очищена групою першокласних планет, які просто не вижили.

Розрахунки та імітації Бетигіна та Лавліна показують, що як Юпітер переїжджає всередину, він витягнув всі планетарні моделі в її шляху через орбітальні резонанси та перенесли їх до Сонця. І як ці планетарі наблизилися до Сонця, їх орбіти стали еліптичною.

«Ви не можете зменшити розмір вашої орбіти, так як підвищення еліптичності, - сказав Батигін. Ці нові подовжені орбіти викликали планетами в межах 100 кілометрів, щоб пройти через стійкі райони диска і відімкнути каскад зіткнення серед сміття. Кожна планета складається з іншого об'єкта, хоча б раз на 200 років, насильницько розбиваючи її на шматки і вказуючи до Сонця. Вчені провели імітації, які показали, що може статися з утворенням супер-вихів у внутрішню сонячну систему, якщо вони взяли участь в цьому каскаді зіткнення. Наприклад, Kepler-11 включає в себе шість супер-вихів загальною масою 40 разів більше Землі. Модель показала, що ці супер-серти вийшли на Сонце під пазою планет всього 20 000 років.

Це дуже ефективний фізичний процес, говорить Batygin. Займає лише кілька мас Землі матеріалу для надсилання планет десятки мас Землі до Сонця.

Батигін примітив, що коли Юпітер смоктати все навколо, деякі планета залишалися на кругових орбітах. Тільки 10% матеріалу, необхідного для того, щоб утворитися Меркурій, Венери, Землі та Марса.

З цієї точки зору вона приймала мільйони років для цих планет, щоб приклеїти разом і в кінцевому підсумку формувати наземні планети — сценарій, який ідеально підходить для вимірювань, які свідчать про те, що Земля утворилася на 100-200 мільйонів років після народження Сонця. Атмовірно пояснити, чому в атмосферу Землі мало водневих водних водних водних вод і гелю вже висушували час, коли Земля утворена. Наша планета прийшла з бідного фінішу.

Саме тому вона відрізняється від більшості екзоплантів. Більшість супер-вихів мають водню атмосферу, тому що вони утворюються в певній точці еволюції їх планетарного диска, коли було багато газу. Це також пропонує, що планета не дуже поширена.

У статті також передбачено, що утворення газових гігантів, таких як Юпітер і Сатурн — це процес, який відрізняється від точки зору планетарних вчених — відіграє важливу роль у визначенні, чи схожа на планетарну систему.

Джерело: hi-news.ru