Studie vindt dat een gigantische planeet mogelijk is “ontsnapt” uit ons zonnestelsel

Hoewel Pluto zijn status als “Planeet negen“Toen de classificatie werd gedegradeerd tot een dwergplaneet, is er voldoende bewijs dat ons zonnestelsel ofwel Ze heeft momenteel Een grote planeet ver van Pluto kan op een dag de voormalige Pluto-mantel claimen en Rechts negende planeet. De ongebruikelijke regelmatige baanpatronen die in de Kuipergordel zijn waargenomen, duiden erop dat enkele hemellichamen groter dan Pluto op de loer liggen net buiten de verre band van ijzig puin aan de rand van het zonnestelsel waar Pluto, Eris en de andere dwergplaneten leven.

Het hypothetische bestaan ​​van de verre Planeet Negen, of ‘Planet X’, is nog steeds controversieel, maar het bewijs blijft in zijn voordeel groeien. Dit zou zeker niet de eerste keer zijn dat een hypothetische planeet werd gevonden. Neptunus was de eerste planeet die werd gevonden door de banen van andere lichamen in het zonnestelsel te bestuderen. Interessant is dat de locatie ervan werd ontdekt door voorspellingen op basis van pen-en-papierverslagen over telescoopobservaties.

Onbedoeld moderne astronomie papier De natuur heeft ontdekt dat er een grote kans is dat een gasreus, vergelijkbaar met die in het buitenste zonnestelsel, in het begin van de evolutie van het zonnestelsel snel uit zijn baan rond de zon werd gestoten. De aanwezigheid van de “ontbrekende” planeet negen zo vroeg in de vorming van de geschiedenis van het zonnestelsel zou veel verklaren van hoe en waarom het zonnestelsel eruitziet zoals het er nu uitziet.

Verwant: Wat wetenschappers tot nu toe weten over de negende planeet

Om de geboorte en evolutie van mogelijke sterrenstelsels te modelleren, voerde het team van samenwerkende wetenschappers uit China, Frankrijk en de Verenigde Staten bijna 14.000 simulaties uit van het vroege zonnestelsel om te zien hoe het er vandaag de dag uit zou zien, met vier aardes. De planeten en de asteroïdengordel draaien dicht bij de zon, vier gasvormige planeten draaien verder weg, en koude, rotsachtige lichamen zijn verspreid achter de gasreuzen.

Interessant is dat simulaties sterk wijzen op de aanwezigheid van vroege instabiliteit in de banen van de reuzenplaneten – Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus en mogelijk de negende planeet. Dergelijke objecten zouden op een gegeven moment veel dichter bij de oerzon zijn geweest, voordat gas in de zon samensmolt en in feite krachtige fusiereacties veroorzaakte die gas en stof naar buiten verdreven, inclusief de bovengenoemde planeten. Wetenschappers geloven dat dit resulteerde in een snelle en chaotische verplaatsing naar hun huidige banen.

Simulaties geven aan dat de gasreuzen in de begintijd zeer cirkelvormige en regelmatige banen hadden met regelmatige tussenpozen van de zon; Nadat de ontluikende ster ze naar buiten begon te comprimeren, ervoeren ze een onstabiele overgang van gecomprimeerde banen naar banen in lijn met het vlak van de schijf naar huidige banen.

Dhr Seth Jacobson van de Michigan State University, die betrokken was bij de studie, beschreef dit als een “wereldwijde bron van planetaire instabiliteit in de melkweg.”

Wil je meer gezondheids- en wetenschappelijke verhalen in je inbox? Abonneer je op de wekelijkse nieuwsbrief van de salon vulgaire wereld.

“We denken dat alle schijven hier doorheen gaan, wat astronomen de overgangsschijffase noemen, waarbij de schijf optisch van binnenuit verdampt”, vertelde Jacobson aan Salon, verwijzend naar de protoplanetaire schijf van gas en stof die eerder geschilderd (en alle ) zonnestelsels. We kunnen op dezelfde manier ontluikende zonnestelsels rond de melkweg zien ontstaan, wat een soortgelijk patroon aangeeft als hoe alle zonnestelsels zich vormen.

“Wat echt opmerkelijk is, is dat astronomen buiten het zonnestelsel al hebben bevestigd dat een zeer hoog percentage van gigantische gassystemen en superaardse systemen door planetaire systeeminstabiliteit is gegaan, en we denken dat het zonnestelsel vergelijkbaar is,” vervolgde Jacobson.

In een ineenstortende wolk van stellair afval – een gasvormige zonnenevel en mogelijk een dode supernovarest – begint onze oerzon het vuur aan te wakkeren. Verwarming van geïoniseerde gasvormige elementen in de schijf, en de emissie van energetische fotonen van onze jonge zon, leidde er uiteindelijk toe dat gas door verdamping uit de protoplanetaire schijf werd verdreven.

De binnenrand van deze gasvormige schijf zou in theorie de planeten mee ’trekken’ als deze naar buiten uitdijde. Jacobson zei dat de initiële locatie van de gasreuzen in het binnenste zonnestelsel een “zeer sterke katalysator voor instabiliteit” zou zijn. Dit kan ertoe hebben geleid dat een wereld van het type Planet Nine voor altijd uit het zonnestelsel is verwijderd.

In 90% van de gesimuleerde scenario’s werd deze instabiliteit zelfs veroorzaakt. De banen van de planeten zijn al miljarden jaren stabiel in ons zonnestelsel. Het mysterie van de vroege ontwikkeling van ons zonnestelsel blijft echter onduidelijk. De locatie van de Trojaanse asteroïden van Jupiter en de onregelmatige satellieten van de reuzenplaneten wijzen op een chaotische herverdeling zoals bij de diverse samenstelling van de aarde en haar maan, die veel vermenging tussen de verschillende lichamen vereist. (dat het algemeen geloofd dat een object ter grootte van Mars genaamd Theia in botsing kwam met de vroege aarde, en het uitgestoten materiaal vormde de maan.)

Experts beseffen nu dat de timing van de migratie van de reuzenplaneet een probleem is geweest. Het geologische bewijs is ook radicaal achterhaald voor de tijdschaal van dit model, bekend als het “Nice”-model (zoals in Nice, Frankrijk): in het bijzonder verscheen een reeks van drie artikelen in één uitgave van Nature waarin een oplossing werd uiteengezet, wat suggereert in The Oorsprong van de instabiliteit van de reuzenplaneet vond ongeveer een half miljard jaar na de vorming van het zonnestelsel plaats en zou afhankelijk zijn geweest van de zwaartekrachtontmoeting tussen twee planeten om een ​​reeks destabiliserende reacties op gang te brengen.

“Instabiliteit zal altijd heel vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel optreden, een paar miljoen jaar na het ontstaan ​​ervan”, voegde Jacobson eraan toe. “De zon bevond zich op dat moment nog in zijn sterrenbeeld. Als er een uitgeworpen ijsreus was, was deze ijsreus misschien niet al uitgeworpen. Hij zou in deze elliptische baan zijn vastgelegd.”

Als de verdrijving te laat is, zal het waarschijnlijk een schurkenplaneet blijken te zijn. In dit bewegingsscenario, te beginnen met 10 miljoen jaar vorming in plaats van 500 miljoen jaar in de leeftijd van het zonnestelsel, is de incubatie stellaire cluster Het systeem kan worden geboren bij het onderscheppen van de op hol geslagen planeet. Het resultaat is een verlengde elliptische baan.

“Tijdens de levensduur van een protoplanetaire nevelschijf neemt de hoeveelheid gas in de schijf in de loop van de tijd af”, benadrukte Jacobson. “Pas wanneer de schijf de hoeveelheid gas in de schijf echt laag heeft gekregen, kan het fotoverdampingseffect optreden. Dan beweegt het fotoverdampingseffect heel snel. De fase van de overgangsschijf is eigenlijk erg kort en maakt de schijf van binnenuit schoon. ” Het effect is vergelijkbaar met dat van een plas water rond de kachel, omdat het water dichter bij het vuur snel verdampt en iets langer duurt.

Jacobson zei dat de beweging van de planeten een verrassend resultaat van de simulatie was. “Wat ik denk dat we pas volledig beseften nadat we met deze simulatie begonnen, is dat er nog steeds genoeg gas in de schijf zit en dat proces nog steeds genoeg tijd kost om de banen van de planeet aanzienlijk te beïnvloeden terwijl het proces aan de gang is”, zegt Dunn. .

Waarom ziet het zonnestelsel eruit zoals het is: