Země, Mars, Venuše-a dlouho ztracená planeta-možná kdysi „valila“ v dokonalé harmonii kolem slunce
Čtyři z sluneční soustavaPozemské planety, včetně Země a dlouho ztraceného světa, pravděpodobně začaly život valit se kolem slunce Podle nové studie k pevnému rytmu. Zjištění také naznačují, že se tyto planety vytvořily dříve, než se dříve myslelo.
Astronomové se stále více zajímají o to, jak planetární systémy mění svou vnitřní architekturu na kosmických časových úsecích, motivovanou několika nedávnými objevy rodiny Exoplanetů, jako jsou Sedmin-planet kohorta obíhající s malou hvězdou Trappist-1.
Minulý výzkum zjistil, že jedna raná fáze metamorfózy planetární rodiny zahrnuje páry, trojčata nebo celé systémy pohybující se v rytmickém rytmu – zvané rezonance – kolem své nadřazené hvězdy. Planety v rezonanci mají orbitální období, která tvoří poměr celého čísla. Například v systému TRAPPIST-1, nejvnitřnější planeta Trappist-1 B, dokončuje osm oběžné dráhy pro pět jeho nejbližších sousedů.
Rezonance vzniká mezi planetami narozenými v a protoplanetární disk – Disk trosek obklopujících kojeneckou hvězdu – který stále obsahuje plyn. Takové planety pluhují plynem a vyměňují si s ním rotační pohyb, což často způsobuje, že se pohybují směrem k hvězdě. Mnoho z těchto planet se může navzájem přiblížit, aby se jejich orbitální období „rezonovala“ nebo se stala násobky celého čísla.
Dnes, sluneční soustavaplanety nejsou v rezonanci (i když Venuše a Mars Přiblížit se, s poměrem orbitálního období 3,05: 1). Ale v roce 2005, Astronomové ukázali Ten Jupiter a Saturn valili v rezonančním rytmu brzy po jejich narození. Tento tanec se však před 4,4 miliardami let zastavil, když se však disk odpařoval protoplanetární plynový disk, tlačil se Saturn, Uran a Neptune vnější v události zvané obří planetární nestabilita.
Související: Jaký je maximální počet planet, které by mohly obíhat slunce?
Až dosud však nikdo nezkoumal, zda pozemské planety nikdy byly v rezonanci, Chris Ormeldocent na univerzitě Tsinghua v Čína a spoluautor nové studie, řekl Live Science e-mailem. Bylo to proto, že „alternativní teorie – že planety tvořené řadou obřích dopadů – byly považovány za dostatečné“ k vysvětlení, jak se v současné době chovají, řekl.
Ale Výzkum z roku 2013 Analýza marťanských izotopů naznačila, že pozemské planety by se mohly vytvořit, když byl protoplanetární disk stále bohatý na plyn, asi 10 milionů let po narození sluneční soustavy. To znamenalo, že pozemské planety mohly být kdysi v rezonanci.
Pro zkoumání hypotézy autoři nové studie vytvořili počítačové modely kojenecké sluneční soustavy. Každý model zahrnoval dvě obří planety – Jupiter a Saturn – spolu se čtyřmi skalnatými světy: Mars, Theaia (Hypotetický objekt velikosti Marsu, jehož kolize s ranou zemí vytvořila náš měsíc), Early Země (před kolizí Theia) a Venuše. Rtuť je obecně považován za vytvořen obrovskými dopady, takže vědci to vyloučili ze simulací.
Ve všech modelech tým umístil Saturn blíže k Jupiteru, než je tomu dnes, a nechal skalní světy růst hromadění buď oblázků nebo větších, bilion-tunových skalních bloků. Ve většině simulací vytvořily Venuše, Země, Theia a Mars rezonanční řetězec 2: 3: 4: 6 během milionu let od simulovaného času.
Vědci poté provedli 13 200 simulací potenciálních pohybů planet v intervalu 100 milionů let, s ohledem na gravitační remorkéry, které každá planeta vyvíjela na ostatní. Při 10 milionuleté známce však vědci přiměli Saturn se pohybovat ven „simulovat nestabilitu obří planety“, “ Shuo HuangDoktorský student na Tsinghua University a první autor studie řekl Live Science e -mailem.
Vědci zjistili, že na základě vybraných parametrů až polovina simulací znovu vytvořila současnou konfiguraci pozemních planet. To zahrnovalo aspekty, jako je výskyt jediné kolize Theia-Země a poměr orbitálu 3,05: 1 Venuše a Marsu-relikvie jejich minulé rezonance.
Zjištění navíc naznačují, že planety vytvořené v plynovém protoplanetárním disku během prvních 10 milionů let po tvorbě sluneční soustavy, které je nejméně o 20 milionů let starší než starší než Aktuální modely předpovídají.
Jedna planeta, která by mohla potvrdit, jak staré jsou skalnaté vnitřní světy, je Venuše. Protože to (na rozdíl od Země a Marsu) netrpělo žádné obří dopady, autoři si myslí, že jeho plášť bude odrážet jeho starověký původ. A budoucí mise by mohly takové vzorky pláště sbírat, řekl Huang.
Zjištění také naznačují, že vnější obří planety mohou své vnitřní společníky ohromně destabilizovat. Autoři uvedli, že to může vysvětlit, proč rezonanční systémy jako Trappist-1 nemají obří vnější planety.
Nová studie byla zveřejněna 18. července v Astrofyzikální časopis.
