Instabilitatea Sistemului Solar timpuriu. Ar putea exista o planetă nedescoperită încă?

Seth Jacobson de la Michigan State University și colegii săi din China și Franța au dezvăluit o nouă teorie care ar putea ajuta la rezolvarea unui mister galactic privind modul în care a evoluat Sistemul nostru Solar. Mai exact, cum au ajuns giganții gazoși – Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun – acolo unde sunt, orbitând în jurul Soarelui așa cum o fac?

Cercetarea are, de asemenea, implicații asupra modului în care s-au format planetele terestre precum Pământul și asupra posibilității ca un al cincilea gigant gazos să se ascundă la 80 de miliarde de kilometri în depărtare.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

„Sistemul nostru Solar nu a arătat întotdeauna așa cum arată astăzi. De-a lungul istoriei sale, orbitele planetelor s-au schimbat radical”, a declarat Jacobson, profesor asistent în cadrul Departamentului de Științe ale Pământului și Mediului din cadrul Colegiului de Științe Naturale.

Cercetarea, publicată în revista Nature, oferă o explicație pentru ceea ce s-a întâmplat cu giganții gazoși din alte sisteme solare și din al nostru.

Un al cincilea gigant gazos, ascuns la 80 de miliarde de kilometri în depărtare?

Stelele se nasc din nori masivi și învolburați de gaz și praf cosmic. Odată ce Soarele nostru s-a aprins, Sistemul Solar timpuriu era încă plin de un disc primordial de gaz care a jucat un rol esențial în formarea și evoluția planetelor, inclusiv a giganților gazoși.

La sfârșitul secolului al XX-lea, oamenii de știință au început să creadă că giganții gazoși se învârteau inițial în jurul Soarelui pe orbite ordonate, compacte și uniform distribuite. Cu toate acestea, Jupiter, Saturn și ceilalți s-au așezat de mult timp pe orbite relativ alungite, strâmbe și împrăștiate. Așadar, cercetătorii vor să afle de ce s-a întâmplat acest lucru.

În 2005, o echipă de oameni de știință a propus un răspuns la această întrebare, prin modelul de la Nisa. Acesta presupune că a existat o instabilitate între aceste planete, un set haotic de interacțiuni gravitaționale care, în cele din urmă, le-a condus pe căile lor actuale.

În ultimii 17 ani, oamenii de știință au găsit noi întrebări cu privire la cauza care a declanșat această instabilitate.

Cum s-au răspândit planetele în Sistemul Solar?

De exemplu, inițial s-a crezut că instabilitatea giganților gazoși a avut loc la sute de milioane de ani după dispersarea acelui disc de gaz primordial care a dat naștere Sistemului Solar.

Dar dovezi mai noi, inclusiv unele găsite în rocile lunare recuperate de misiunile Apollo, sugerează că s-a întâmplat mai repede. Acest lucru ridică, de asemenea, noi întrebări cu privire la modul în care a evoluat Sistemul Solar interior care găzduiește Pământul.

Lucrând cu Beibei Liu de la Universitatea Zhejiang din China și Sean Raymond de la Universitatea din Bordeaux, Franța, Jacobson a ajutat la găsirea unei soluții care are legătură cu modul în care a început instabilitatea, raportează Phys.org.

Aceștia au teoretizat că giganții gazoși ar fi putut fi plasați pe traiectoriile lor actuale din cauza modului în care s-a evaporat discul de gaz primordial. Acest lucru ar putea explica modul în care planetele s-au răspândit mult mai devreme în evoluția Sistemului Solar.

Cu noul declanșator, imaginea de la începutul instabilității arată la fel. Există încă un Soare incipient înconjurat de un nor de gaz și praf. O mână de giganți gazoși tineri se învârt în jurul stelei pe orbite compacte prin acel nor.

Câte planete există, de fapt, în Sistemul nostru Solar?

Acest lucru a creat o gaură din ce în ce mai mare în norul de gaz, centrată pe Soare. Pe măsură ce gaura a crescut, marginea ei a măturat fiecare dintre orbitele giganților gazoși.

Această tranziție duce la instabilitatea necesară planetelor gigantice, conform simulărilor computerizate ale echipei. Procesul de deplasare a acestor planete mari pe orbitele lor actuale se desfășoară rapid, în comparație cu modelul inițial, de sute de milioane de ani.

Noul declanșator duce, de asemenea, la amestecul de material din Sistemul Solar exterior și din cel interior. Geochimia Pământului sugerează că un astfel de amestec trebuia să aibă loc în timp ce planeta noastră se afla încă în plină formare.

În cele din urmă, noua explicație a echipei este valabilă și pentru alte sisteme solare din galaxia noastră, unde oamenii de știință au observat giganți gazoși care orbitează în jurul stelelor lor în configurații asemănătoare cu cea pe care o vedem în cazul nostru.

Deși lucrarea echipei nu subliniază acest lucru, Jacobson a spus că aceasta are implicații pentru una dintre cele mai populare și aprinse dezbateri despre Sistemul nostru Solar, referitoare la câte planete are acesta.

Planeta 9 ar putea exista la periferia Sistemului Solar

În prezent, răspunsul este opt, dar se pare că modelul Nisa a funcționat ceva mai bine atunci când Sistemul Solar timpuriu avea cinci giganți gazoși în loc de patru. Din păcate, conform modelului, acea planetă a fost aruncată din sistem în timpul instabilității, ceea ce îi ajută pe giganții gazoși rămași să-și găsească orbitele.

Cu toate acestea, în 2015, cercetătorii de la Caltech au găsit dovezi că ar putea exista încă o planetă nedescoperită care se plimbă la periferia Sistemului Solar la aproximativ 80 de miliarde de kilometri de Soare, cu aproximativ 47 de miliarde de kilometri mai departe decât Neptun.

Nu există încă nicio dovadă concretă că această planetă ipotetică – supranumită Planeta X sau Planeta 9 – există cu adevărat.

Astfel, știind că declanșatorul lor de instabilitate reproduce corect imaginea actuală a Sistemului nostru Solar, cercetătorii ar putea testa dacă modelul lor funcționează mai bine începând cu patru sau cinci giganți gazoși.

Oricum ar fi, omenirea ar trebui să aibă un răspuns în curând. Observatorul Vera Rubin, programat să fie operațional până la sfârșitul anului 2023, ar trebui să poată repera Planeta 9, dacă aceasta se află acolo.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Un sistem solar din ”vecinătatea” noastră cosmică prezintă condiții favorabile vieții

Astronomii au confirmat existența unei exoplanete solide în cel mai apropiat sistem solar

Meteoritul care este mai vechi decât întregul nostru sistem solar

Un sistem solar îndepărtat are o Centură Kuiper