Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.04.2022
Дарья Губина
23 651

Новая модель миграции гигантов угрожает гипотезе о Девятой планете

5.4

Ученые показали, что рассеивающийся изнутри протопланетный диск объясняет изменение орбит планет-гигантов в молодой Солнечной системе. Новая модель работает точнее, если предположить, что изначально гигантов было лишь четыре (и все остались в системе), а не пять, как считают некоторые ученые. И тогда гипотетическая Девятая планета не может быть улетевшим гигантом.

Иллюстрация гипотетической девятой планеты Солнечной системы
Иллюстрация гипотетической девятой планеты Солнечной системы / ©Caltech/R. Hurt (IPAC)

Согласно самой популярной гипотезе о распределении планет в нашей системе, планеты-гиганты сформировались ближе к Солнцу, а потом отлетели на свои нынешние орбиты. В новом исследовании, опубликованном в Nature, международная команда астрономов предположила, что этот процесс мог начаться гораздо раньше.

Звезды рождаются в плотных облаках газа и пыли. Из оставшейся материи вокруг молодой звезды формируется огромный вращающийся диск, а из диска — планеты. Распределение пыли и газа в этом протопланетном диске влияет на состав и эволюцию планет.

Предположение о формировании планет-гигантов вблизи Солнца возникло в конце прошлого века. Ответить на вопрос, как это могло произойти, удалось в 2005 году. Тогда в журнале Nature вышли три статьи с описанием сценария миграции гигантов, причиной которой были хаотичные гравитационные взаимодействия планет. Международной команде ученых удалось объяснить образование облака Оорта, троянские астероиды гигантов, позднюю тяжелую бомбардировку и другие особенности нашей системы. Гипотезу назвали моделью Ниццы — в честь французского города, в котором группа астрономов когда-то начала обсуждение этого сценария.

По сей день модель Ниццы считается самым вероятным сценарием эволюции Солнечной системы, но ученые продолжают дискутировать о причинах гравитационной нестабильности. Сперва предполагалось, что миграция гигантов произошла через сотни миллионов лет после рассеивания протопланетного диска. Но результаты новых исследований — в том числе лунного реголита — указывают на то, что это должно было произойти раньше.

«Мы заинтересовались, действительно ли модель Ниццы необходима для объяснения Солнечной системы, — рассказывает Шон Реймонд (Sean Raymond) из Университета Бордо. — И придумали, что гигантские планеты могли разлететься из-за эффекта “отдачи” от протопланетного диска. Возможно, периода нестабильности и не было».

Оказалось, что рассеивание диска изнутри наружу действительно могло спровоцировать нестабильность модели Ниццы. В результате команда не опровергла, а укрепила популярную гипотезу.

Иллюстрация молодой Солнечной системы. Протопланетный диск еще не рассеялся
Иллюстрация молодой Солнечной системы. Протопланетный диск еще не рассеялся / ©NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

В новом сценарии планеты-гиганты, как и прежде, формируются вблизи центра. Разогревшись, Солнце начинает «сдувать» протопланетный диск всё дальше к окрестностям системы. Как показала компьютерная модель, движение границы разрастающейся «дыры» провоцирует нестабильность орбит гигантов, и они отлетают на дальние орбиты. В отличие от классической модели Ниццы, все это должно было произойти в первые 10 миллионов лет эволюции системы.

Также новый сценарий объясняет перемешивание материи внутренних и внешних регионов диска. Геохимия Земли предполагает, что это должно было произойти еще на этапе формирования нашей планеты.

Остается открытым вопрос о количестве планет в молодой Солнечной системе. Оригинальная модель Ниццы лучше работает с пятью гигантами: в период нестабильности один из гигантов вылетает из центра и этим движением помогает оставшимся четырем (Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну) найти свои орбиты, а сам вылетает из системы или остается гипотетической (пока не найденной) Девятой планетой. В 2015 году ученые из Калтеха представили косвенные признаки существования массивного тела в удаленных регионах системы. Увидеть его напрямую не удавалось, но появлялись все новые исследования — как подкрепляющие, так и критикующие гипотезу о Девятой планете.

Вопрос о ее существовании остается спорным, поэтому в новой работе ученые не акцентируют на нем внимание. Тем не менее они 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 Мичиганского университета. Получается, с новым сценарием падает вероятность того, что Девятая планета — это улетевший пятый гигант.

К счастью, вскоре проблема существования Девятой планеты должна разрешиться. В конце 2023 года начнет работу мощная обсерватория имени Веры Рубин. Если планета существует, новый телескоп должен ее разглядеть.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

Вчера, 10:24
Сергей Васильев

Изучив образцы астероида Итокава, ученые выяснили, что он представляет собой рыхлую «кучу щебня», которая легко поглощает энергию ударного воздействия. В таком состоянии астероид сохраняется больше четырех миллиардов лет, что говорит об исключительной устойчивости подобных объектов.

Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

21 января
Сергей Васильев

Грибница вешенок оказалась усеяна крошечными отростками, заполненными мощным нейротоксином, который почти мгновенно парализует мелких червей. Ученым удалось выяснить, из чего состоит и как действует этот смертельный яд.

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: