Исследователи обнаружили, что рассеивающийся протопланетный диск изнутри объясняет изменение орбит крупных планет в молодой Солнечной системе. Новая модель работает с большей точностью при условии, что первоначально было четыре гиганта (которые остались в системе), а не пять, как предполагают некоторые ученые. В таком случае гипотетическая Девятая планета не может быть ушедшим гигантом.
Согласно наиболее распространенному предположению о размещении планет в нашей системе, газовые гиганты образовались ближе к Солнцу, после чего переместились на свои текущие орбиты. исследовании, опубликованном в NatureМеждународная команда астрономов считает, что этот процесс мог начаться намного раньше.
Звезды возникают в густых скоплениях газа и пыли. Из оставшихся компонентов вокруг молодой звезды образуется большой вращающийся диск, из которого затем формируются планеты. Наличие и распределение пыли и газа в этом протопланетном диске определяют состав и эволюцию планет.
Гипотеза о образовании гигантских планет возле Солнца появилась в конце XIX века. В 2005 году в научном журнале… Nature Три статьи описали сценарий миграции гигантов, вызванный хаотичными гравитационными взаимодействием планет.
Международной команде учёных удалось объяснить образование облака Оорта и троянских астероидов гигантов. позднюю тяжелую бомбардировкуИ другие характеристики нашей системы. Модель получила название «Модель Ниццы» — в честь французского города, где группа астрономов впервые затронула этот сценарий.
Модель Ниццы до сих пор считается наиболее вероятным сценарием эволюции Солнечной системы, но ученые продолжают спорить о причинах гравитационной нестабильности. Раньше предполагалось, что миграция гигантов началась через сотни миллионов лет после рассеивания протопланетного диска. Но новые исследования, в том числе анализ лунного реголита, указывают на более раннюю дату этого события.
Интересовало нас, нужна ли модель Ниццы для описания Солнечной системы. рассказывает Шон Реймонд (Sean Raymond)Учёные из Университета Бордо выдвинули идею, что гигантские планеты могли разойтись из-за «отдачи» от протопланетного диска. Может быть, такого периода нестабильности и не существовало.
Рассеяние диска изнутри наружу оказалось фактором, способствующим нестабильности модели Ниццы. Команда подтвердила популярную гипотезу.
В новом сценарии планеты-гиганты формируются рядом с центром, как и раньше. Разогретое Солнце начинает толкать протопланетный диск всё дальше от центра системы. Компьютерная модель показывает, что движение границы разрастающейся «дыры» провоцирует нестабильность орбит гигантов, и они улетают на дальние орбиты. В отличие от классической модели Ниццы это должно произойти за первые 10 миллионов лет эволюции системы.
Новый сценарий также описывает перемешивание вещества внутренних и внешних частей диска. Геохимия Земли указывает, что это могло случиться во время образования планеты.
Вопрос о числе планет в молодой Солнечной системе остается открытым. Модель Ниццы более эффективно функционирует с пятью гигантами: во время неустойчивости один из них вылетает из центра, помогая остальным четырем (Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну) обрести свои орбиты, сам же может покинуть систему или представлять собой гипотетическую Девятую планету (которую пока не обнаружили). В 2015 году ученые из Калтеха представили косвенные указания на существование массивного тела в отдаленных областях системы. Напрямую его увидеть не удалось, но появлялись все новые исследования, как подтверждающие, так и опровергающие гипотезу о Девятой планете.
Вопрос ее существования остается спорным, поэтому в новой работе ученые не акцентируют на нем внимания. Тем не менее провели расчеты как для четырех, так и для пяти гигантов в молодой системе. Независимо от изначального количества новая модель тоже оставляет систему с четырьмя планетами-гигантами. «Но если начинать с четырех, то финальные орбиты точнее совпадают с реальными», — комментирует соавтор исследования Сет Джейкобсон. (Seth Jacobson)Из Университета штата Мичиган. Новый сценарий уменьшает вероятность того, что Девятая планета — это убежавший Пятый гигант.
В конце 2023 года заработает мощная обсерватория имени Веры Рубин. Если Девятая планета существует, этот телескоп должен её обнаружить, и вопрос её существования будет разрешен.