Ritregimi i historisë së lindjes së sistemit tonë diellor ka qenë shumë monoton për shumë vite. Gjithçka filloi miliarda vjet më parë me një re të errët dhe ngadalë rrotulluese gazi dhe pluhuri. Reja u tkurr, duke formuar Diellin në qendër të saj. Me kalimin e kohës, tetë planetë dhe shumë trupa më të vegjël si p.sh. Që atëherë, planetët kanë rrotulluar Diellin dhe lëvizjet e tyre janë po aq të sakta dhe të parashikueshme sa një orë.
Sipas relativisht teori e re Paqëndrueshmëria e diskut, akumulimet e pluhurit dhe gazit janë të lidhura në fillim të jetës së Sistemit Diellor. Me kalimin e kohës, këto grupime shemben ngadalë në një planet gjigant. Ndërsa shkencëtarët vazhdojnë të studiojnë planetët brenda sistemit diellor, si dhe rreth yjeve të tjerë, ata do të kuptojnë më mirë se si u krijuan gjigantët e gazit.
Shumica problem i madh sepse grumbullimi kryesor është krijimi i gjigantëve gjigantë të përkohshëm të gazit mjaft shpejt për të kapur përbërësit më të lehtë të atmosferës së tyre. "Ata treguan se guralecat e mbetura nga ky proces formimi, që më parë mendohej të ishin të parëndësishëm, mund të ishin në fakt një zgjidhje e madhe për problemin e formimit të planetit," tha Levison.
NË Kohët e fundit astronomët po zbulojnë fakte që e hedhin poshtë këtë përrallë e vjetër. Krahasuar me projektimin e mijëra sistemeve ekzoplanetare të zbuluara së fundmi, shumica tipare të karakterit Sistemi ynë diellor - planetët e tij të brendshëm shkëmborë, gjigantët e jashtëm të gazit dhe mungesa e planetëve brenda orbitës së Mërkurit - duket mjaft e çuditshme. Duke simuluar të kaluarën në kompjuterë, ne shohim se këto veçori ishin produkt i një rinie të egër. Historia e sistemit diellor duhet të rishkruhet për të përfshirë shumë më tepër dramë dhe kaos nga sa prisnin shumica prej nesh.
Levison dhe ekipi i tij ndërtuan këtë hulumtim për të përcaktuar më saktë se si shkëmbinj të vegjël mund të formojnë planetët që shihen sot në galaktikë. Ndërsa simulimet e mëparshme, si objektet e mëdha ashtu edhe ato të mesme konsumuan kushërinjtë e tyre në madhësi me guralecë relativisht shpejtësi konstante Modelimi i Levison sugjeron që objektet më të mëdha vepronin më shumë si ngacmues, duke këputur guralecë nga masat e mesme për t'u rritur me një ritëm shumë më të shpejtë.
Fillimisht, shkencëtarët besonin se planetët u formuan në të njëjtën pjesë të sistemit diellor ku ata jetojnë sot. Zbulimi i ekzoplaneteve i ka tronditur gjërat, duke treguar se të paktën disa nga objektet më masive mund të migrojnë. Rreth i madh shkëmbinjtë dhe akulli i rrethuan, afërsisht 35 herë më shumë se distanca nga Toka në Diell, pak përtej orbitës moderne të Neptunit. Ata e quajtën këtë model Nice sipas qytetit në Francë ku diskutuan për herë të parë.
Opsion i ri tregimet tregojnë për planetët endacakë të dëbuar nga shtëpitë e tyre, të botët e humbura, i cili vdiq shumë kohë më parë në nxehtësinë e zjarrtë të Diellit dhe për gjigantët e vetmuar të hedhur në thellësitë e ftohta në kufirin e hapësirës ndëryjore. Duke studiuar këto ngjarje të lashta dhe "vragët" që ata lanë pas, siç është një planet i nëntë i propozuar që mund të fshihet përtej orbitës së Plutonit, astronomët po ndërtojnë një pamje koherente të epokave më të rëndësishme formuese të sistemit diellor në sfondin e një kuptim i ri i proceseve kozmike.
Kur planetët ndërvepruan me trupa më të vegjël, ata shpërndanë shumicën e tyre në diell. Procesi i detyroi ata të shkëmbenin energji me objekte, duke dërguar Saturnin, Neptunin dhe Uranin më tej në sistemin diellor. Përfundimisht objektet e vogla arritën në Jupiter, i cili i dërgoi ato në skajin e sistemit diellor ose tërësisht jashtë tij.
Lëvizja midis Jupiterit dhe Saturnit e çoi Uranin dhe Neptunin në orbita edhe më të çuditshme, duke e dërguar çiftin nëpër diskun e mbetur të akullit. Një pjesë e materialit është hedhur brenda vendit ku është prekur planetet tokësore gjatë bombardimeve të rënda të vonë. Materiali tjetër u hodh nga jashtë, duke krijuar brezin Kuiper.
Klasike sistem diellor
Planetët janë një nënprodukt i formimit të yjeve, i cili ndodh në thellësi të reve molekulare gjigante që tejkalojnë masën e Diellit tonë me 10 mijë herë. Dendësitë individuale në re janë të ngjeshura nën ndikimin e gravitetit, duke formuar një protoyll të ndritshëm në qendër të tij, i rrethuar nga një unazë e gjerë e errët gazi dhe pluhuri - një disk protoplanetar.
Ndërsa lëviznin ngadalë nga jashtë, Neptuni dhe Urani shkëmbyen vende. Përfundimisht, ndërveprimet me mbeturinat e mbetura bënë që çifti të zhytej në shtigje më rrethore ndërsa arrinin distancën e tyre aktuale nga dielli. Gjatë rrugës, është e mundur që një apo edhe dy planetë të tjerë gjigantë të jenë dëbuar nga sistemi.
“Në ditët e para sistemi diellor ishte shumë i ndryshëm, me shumë sasi e madhe planetë, ndoshta po aq masivë sa Neptuni, që formohen dhe shpërndahen në vende të ndryshme”, tha Nesvorny në faqe. Sistemi diellor nuk e përfundoi procesin e formimit pas formimit të planetëve. Toka dallohet në mesin e planetëve për shkak të përmbajtjes së saj të lartë të ujit, që shumë shkencëtarë besojnë se ka kontribuar në evolucionin e jetës. Por vendndodhja aktuale e planetit ishte shumë e ngrohtë për të mbledhur ujë në sistemin e hershëm diellor, duke sugjeruar se lëngu jetëdhënës mund të ishte dorëzuar pasi të ishte rritur.
Për shumë dekada, teoricienët kanë modeluar diskun protoplanetar të Diellit tonë, duke u përpjekur të shpjegojnë një nga karakteristikat më të rëndësishme Sistemi diellor: ndarja e tij në grupe shkëmbore dhe planetet e gazit. Periudhat orbitale të katër planetëve të ngjashëm me Tokën bien midis Merkurit 88-ditor dhe Marsit 687-ditor. Në të kundërt, gjigantët e njohur të gazit kanë orbita shumë më të largëta me periudha që variojnë nga 12 deri në 165 vjet dhe së bashku kanë më shumë se 150 herë masën e planetëve. grup tokësor.
Por shkencëtarët ende nuk e dinë burimin e këtij uji. Brezi i asteroidëve krijon një tjetër burim të mundshëm uji. Disa prej tyre shfaqën shenja të ndryshimeve të bëra në datat e hershme jetët e tyre, gjë që lë të kuptohet se uji ndërvepron me sipërfaqen e tyre në një formë. Ndikimi i meteoritëve mund të bëhet një tjetër burim uji për planetin.
Kohët e fundit, disa shkencëtarë besojnë se Toka e hershme ishte shumë e nxehtë për të mbledhur ujë. Ata argumentojnë se nëse planeti formohej mjaft shpejt, ai mund të mblidhej ujin e nevojshëm nga kokrrat e akullit para se të avullojnë. Ndërsa Toka mbështetej nga uji i saj, Venusi dhe Marsi ndoshta do të ishin ekspozuar ndaj lëngjeve të rëndësishme në të njëjtën mënyrë. Rritja e temperaturave në Venus dhe atmosfera e avullimit në Mars i penguan ata të mbanin ujë, por rezultati ishin planetët e thatë që njohim sot.
Të dy llojet e planetëve besohet se kanë lindur në një proces të vetëm formimi në të cilin kokrra të ngurta pluhuri, që garojnë në vorbullën e turbullt të një disku gazi, u përplasën dhe u mbërthyen së bashku për të formuar trupa në shkallë kilometrike të quajtur planetesimalë (ashtu si në ato të pafshira dyshemeja e kuzhinës suaj, rrymat e ajrit dhe forcat elektrostatike mbështjellin grimcat e pluhurit). Planetezmalët më të mëdhenj kishin më të madhin tërheqje gravitacionale dhe u rrit më shpejt se të tjerët, duke tërhequr grimcat e imëta në orbitën e saj. Ndoshta gjatë një milion vjetësh, në procesin e ngjeshjes nga reja, disku protoplanetar i Sistemit tonë Diellor, si çdo tjetër në Univers, ishte i mbushur me embrione planetare me madhësinë e Hënës.
Në pjesën e mëparshme kemi diskutuar formimin e një ylli përmes rënies së një reje të madhe gazi. Vlen të përmendet se tetë planetët në sistemin tonë diellor përbëjnë dy grupe të ndryshme; katër planetët më të afërt me Diellin përbëjnë planetët tokësorë shkëmborë dhe katër planetët më të largët nga Dielli përbëjnë planetët tokësorë të gaztë. Pse objektet e formuara nga e njëjta re gazi kanë përbërje të ndryshme? Përgjigja qëndron në vendin ku janë formuar këto objekte në lidhje me yll prind, Dielli ynë.
Pasi mjegullnaja diellore u shemb për të formuar Diellin tonë, një disk me material u formua përreth nova. Temperatura në këtë disk protoplanetar nuk ishte uniforme. Sepse materiale të ndryshme kondensoj në temperatura të ndryshme, formohet sistemi ynë diellor Llojet e ndryshme planetët. Vija ndarëse për planetë të ndryshëm në sistemin tonë diellor quhet vija e ngricës. Në simulimin e mëposhtëm, vini re se ku kondensohen hidrogjeni dhe heliumi në mjegullnajën diellore.
Embrioni më i madh ndodhej menjëherë pas rrip modern asteroidet, mjaft larg nga drita dhe nxehtësia e Diellit të porsalindur, ku akulli ruhej në diskun protoplanetar. Përtej këtij "kufiri të akullit", embrionet mund të ushqehen me depozita të bollshme akulli që ndërtojnë planetin dhe të rriten në përmasa të mëdha. Si zakonisht, "të pasurit bëhen më të pasur": embrioni më i madh u rrit më shpejt se të tjerët, duke u rrëmbyer fushë gravitacionale shumica akull në dispozicion, gaz dhe pluhur nga disku përreth. Në vetëm rreth një milion vjet, ky embrion i pangopur u rrit aq i madh sa u bë planeti Jupiter. Ky ishte momenti vendimtar, menduan teoricienët, kur arkitektura e sistemit diellor u nda në dysh. Të mbetur pas Jupiterit, planetët e tjerë gjigantë të sistemit diellor rezultuan të ishin më të vegjël, sepse rriteshin më ngadalë, duke kapur me gravitetin e tyre vetëm gazin që Jupiteri nuk pati kohë ta kapte. Dhe planetët e brendshëm doli të ishin edhe shumë më të vegjël, pasi ata lindën brenda kufirit të akullit, ku disku ishte pothuajse pa gaz dhe akull.
Përbërjet e hidrogjenit si uji dhe metani zakonisht kondensohen kur temperaturat e ulëta dhe mbeten të gazta brenda vijës së ngricës, ku temperaturat janë më të larta. Materialet më të rënda shkëmbore dhe metalike janë më të përshtatshme për kondensim në temperatura më të larta. temperaturat e larta. Kështu, planetët e brendshëm janë bërë pothuajse tërësisht nga shkëmbi dhe metali dhe formojnë një grup të njohur si planetët tokësorë.
Si u formuan planetët tokësorë?
Pas më shumë elemente të rënda dhe mineralet u kondensuan në copa të forta shkëmbi, të gjitha rrotullohen rreth Diellit me të njëjtën shpejtësi. Siç mund ta imagjinoni, përplasjet midis objekteve që lëvizin me të njëjtën shpejtësi janë më pak shkatërruese sesa përplasjet midis objekteve që lëvizin me të njëjtën shpejtësi. me shpejtësi të ndryshme. Kështu, kur shkëmbinjtë që rrotullohen rreth Diellit lëvizin afër njëri-tjetrit, ata ngjiten së bashku më shpesh sesa shkatërrojnë njëri-tjetrin. Këto pjesë rriten gradualisht në një proces të quajtur shtim.
Revolucioni ekzoplanetar
Kur astronomët filluan zbulimin e ekzoplaneteve dy dekada më parë, ata filluan të testonin teoritë e formimit të sistemit diellor në një shkallë galaktike. Shumë nga të parët zbuluan ekzoplanetet doli të ishin "jupiterë të nxehtë", domethënë, gjigantët e gazit, duke rrotulluar me shpejtësi rreth yjeve të tyre me periudha prej vetëm disa ditësh. Ekzistenca e planetëve gjigantë aq afër sipërfaqes flakëruese të një ylli, ku akulli mungon plotësisht, është krejtësisht kontradiktore. pikturë klasike formimi i planetëve. Për të shpjeguar këtë paradoks, teoricienët kanë propozuar që Jupiterët e nxehtë formohen larg dhe më pas migrojnë në një farë mënyre brenda.
Kur ato janë mjaft të mëdha, graviteti i detyron ato në forma sferike. Jashtë vijës së ngrirjes, temperaturat janë më të ftohta dhe komponimet e hidrogjenit mund të kondensohen në akull. Shkëmbi dhe metali janë ende të pranishëm në sistemin e jashtëm diellor, por të dy janë më të shumtë në numër dhe peshohen nga komponimet e hidrogjenit. Kështu, planetezmalët e formuar në sistemin e jashtëm diellor përbëhen kryesisht nga komponime hidrogjeni me gjurmë shkëmb dhe metali. Hidrogjeni dhe heliumi nuk kondensohen në mjegullnajën diellore dhe janë mjaft të bollshëm në objekte të mëdha që rrotullohen në sistemin e jashtëm diellor.
Për më tepër, bazuar në të dhënat nga mijëra ekzoplanete të zbuluara në sondazhe të tilla si ato nga Teleskopi Hapësinor Kepler i NASA-s, astronomët kanë arritur në përfundimin alarmues se binjakët e Sistemit Diellor janë mjaft të rrallë. Sistemi mesatar planetar përmban një ose më shumë super-toka (planetë disa herë Toka e madhe) me periudha orbitale më të shkurtra se rreth 100 ditë. Dhe planetët gjigantë si Jupiteri dhe Saturni gjenden vetëm në 10% të yjeve, dhe aq më rrallë ata lëvizin në orbita pothuajse rrethore.
Ndërsa planetesimalët e jashtëm vazhduan të rriteshin, graviteti i tyre u rrit. Materiali përreth, kryesisht hidrogjeni dhe heliumi, bëhet gjithnjë e më tërheqës për planetët ndërsa rriten në madhësi dhe planetezimet zgjerohen gjithnjë e më tej.
Aktiv pyetjet e radhës u përgjigj astronomja Dr. Kathy Imhoff nga Instituti Shkencor teleskopi hapësinor. A kanë të gjithë planetët stinë? Çfarë i shkakton stinët? Toka është e anuar në lidhje me orbitën e saj rreth Diellit. Prandaj, kur tonë Poli i Veriut Të anuar drejt diellit, ne kemi verë në hemisferën veriore. Kur Poli i Jugut anon drejt diellit, kemi dimër. Prandaj, nëse një planet është i anuar në lidhje me orbitën e tij rreth Diellit, ai duhet të ketë stinë. Venusi - 23 gradë prirje, Toka - 5, Marsi - 24, Jupiteri - 3, Saturni - 27, Urani - 98, Neptuni -.
Të mashtruar në pritshmëritë e tyre, teoricienët kuptuan se “disa detaje të rëndësishme» teoria klasike Formimi i sistemit tonë planetar kërkon një shpjegim më të mirë. Pse sistemi diellor i brendshëm është kaq i vogël në masë në krahasim me homologët e tij ekzoplanet? Në vend të super-Tokës, ajo ka planetë të vegjël, shkëmborë dhe asnjë në orbitën 88-ditore të Mërkurit. Dhe pse orbitat e planetëve gjigantë pranë Diellit janë kaq të rrumbullakëta dhe të gjera?
Por ju mund të shihni se shumica e planetëve kanë pjerrësi si Toka, kështu që ata duhet të kenë stinët. Në dimër, kapakët e akullit rriten, në verë ato tkurren. Jupiteri ka shumë pak anim, kështu që nuk përjeton stinë të dukshme. Por Neptuni u kthye plotësisht në anën e tij!
Ai duhet të ketë shumë kohë të çuditshme i vitit! Si i morën emrat planetët? Pesë nga planetët ishin të njohur për njerëzit mijëra vjet më parë. Ata janë mjaft të shndritshëm për t'u parë me sy të lirë dhe për të lëvizur në krahasim me yjet. Emri i planetit vjen nga fjalë greke"Endacak". Ata emërtuan planetë për disa nga perënditë e tyre. Mërkuri ishte perëndia romake e tregtisë dhe dinakërisë, dhe gjithashtu i Dërguari i perëndive, Venusi ishte perëndeshë e dashurisë, Saturni ishte perëndia Bujqësia, dhe në fund të gjithë vendosën të qëndrojnë me emrat romakë nga mitologjia.
Natyrisht, përgjigjet e këtyre pyetjeve qëndrojnë në të metat e teorisë klasike të formimit të planetit, e cila nuk merr parasysh ndryshueshmërinë e disqeve protoplanetare. Rezulton se një planet i porsalindur, si një gomone në oqean, mund të largohet nga vendlindja e tij. Pasi planeti është rritur, graviteti i tij fillon të ndikojë në diskun përreth, valë spirale emocionuese në të, graviteti i të cilave tashmë ndikon në lëvizjen e vetë planetit, duke krijuar pozitive dhe negative të fuqishme. reagimet midis planetit dhe diskut. Si rezultat, mund të ndodhë një shkëmbim i pakthyeshëm i momentit dhe energjisë, duke i lejuar planetët e rinj të nisin një udhëtim epik nëpër diskun e tyre prind.
Kështu që, planeti i ri, më në fund u quajt Urani për babain e Titanëve. u emërua Neptun, për perëndinë e deteve. Plutoni u emërua pas zotit të botës së krimit. Shumica e hënave dhe disa asteroidëve quhen gjithashtu mitologji romake. Çfarë zbuloi planeti i parë? Çfarë pajisje kanë përdorur? Pesë planetë janë njohur që nga kohërat e lashta - Mërkuri, Venusi, Marsi, Jupiteri dhe Saturni. Së pari planeti i ri ishte Urani. Ajo u zbulua nga astronomi anglez Sir William Herschel në Herschel, i cili ishte një nga astronomët e parë modernë.
Herschel donte ta emëronte planetin me emrin e mbretit George, por askush tjetër nuk e pëlqeu, kështu që e quajtën Uran. Herschel dhe motra e tij Charlotte përdorën disa teleskopë reflektues, disa prej të cilëve bazoheshin në dizajnet e zhvilluara nga Sir Isaac Newton. Më e madhja ishte mbi 40 metra e gjatë dhe kishte një pasqyrë 48 inç të gjerë. Ajo u mor me një kornizë të bërë prej druri, dhe ata duhej të ndihmonin asistentët të lëviznin përgjatë litarëve dhe rrotullave. Ishte më së shumti teleskop i madh në botë deri 100 vjet më vonë.
Nëse marrim parasysh procesin e migrimit planetar, atëherë kufijtë e akullit brenda disqeve nuk luajnë më një rol të veçantë në formimin e strukturës së sistemeve planetare. Për shembull, planetët gjigantë të lindur përtej kufirit të akullit mund të bëhen Jupiterë të nxehtë duke lëvizur drejt qendrës së diskut, domethënë, duke udhëtuar së bashku me gazin dhe pluhurin në një spirale drejt yllit. Problemi është se ky proces funksionon shumë mirë dhe duket se ndodh në të gjithë disqet protoplanetare. Atëherë si të shpjegohen orbitat e largëta të Jupiterit dhe Saturnit rreth Diellit?
Cili planet u formua i pari dhe si u formua? Ne mendojmë se planetët janë formuar të gjithë në të njëjtën kohë. Megjithatë, dielli ndoshta u formua i pari. Gazi dhe pluhuri i mbetur mbetën në diskun rreth diellit. Në këtë disk, materiali filloi të kompresohej dhe të formonte "planetezimale". Këto janë trupa të vegjël shkëmborë, diçka si asteroide. Ata u përplasën me njëri-tjetrin dhe përfundimisht formuan planetët e brendshëm. Në të njëjtën kohë, planetesimalët formuan bërthamat e planetëve të jashtëm Jupiter dhe Saturn.
Për shkak të gravitetit të tyre të fortë, ata morën shumë gaz. Urani dhe Neptuni e bënë këtë gjithashtu, por kishte më pak gaz sepse Jupiteri dhe Saturni e morën atë të parët. Rripi i asteroideve mund të jetë planetezimale të mbetura që nuk formuan kurrë një planet, sepse graviteti i fortë i Jupiterit nuk e pengoi atë të formohej.
Ndryshimi i taksës
Lëvizja e parë e një shpjegimi bindës erdhi në vitin 2001 nga një model kompjuterik nga Frederic Masset dhe Mark Snellgrove nga Universiteti Queen Mary në Londër. Ata simuluan evolucionin e njëkohshëm të orbitave të Saturnit dhe Jupiterit në diskun protoplanetar të Diellit. Për shkak të masës më të vogël të Saturnit, migrimi i tij drejt qendrës është më i shpejtë se ai i Jupiterit, duke bërë që orbitat e dy planetëve të afrohen më shumë. Përfundimisht orbitat arrijnë një konfigurim të caktuar të njohur si rezonancë mesatare e lëvizjes, në të cilën Jupiteri rrotullohet rreth Diellit tre herë për çdo dy periudha orbitale të Saturnit.
Dy planetë të lidhur me rezonancën mesatare të lëvizjes mund të shkëmbejnë vrullin dhe energjinë përpara dhe mbrapa me njëri-tjetrin, njësoj si një lojë ndërplanetare e hedhjes së patates së nxehtë. Për shkak të natyrës së koordinuar të shqetësimeve rezonante, të dy planetët ushtrojnë një ndikim të shtuar gravitacional mbi njëri-tjetrin dhe në rrethinat e tyre. Në rastin e Jupiterit dhe Saturnit, kjo "lëkundje" i lejoi ata të ndikonin kolektivisht në diskun protoplanetar me masën e tyre, duke krijuar një hendek të madh në të me Jupiterin. brenda dhe Saturni nga jashtë. Për më tepër, për shkak të saj masë më të madhe Jupiteri tërhoqi diskun e brendshëm më fort se Saturni, ai i jashtëm. Në mënyrë paradoksale, kjo bëri që të dy planetët të ndryshojnë lëvizjen e tyre dhe të fillojnë të largohen nga Dielli. si kjo ndryshim i papritur Drejtimi i migrimit shpesh quhet i madh për shkak të ngjashmërisë së tij me lëvizjen e një varke me vela që lëviz kundër erës.
Në vitin 2011, dhjetë vjet pas lindjes së konceptit të ndryshimit, një model kompjuterik nga Kevin J. Walsh dhe kolegët e tij në Observator Cote d'Azur në Nice (Francë) tregoi se kjo ide shpjegon mirë jo vetëm historinë dinamike të Jupiterit dhe Saturnit, por edhe shpërndarjen e asteroidëve shkëmborë dhe të akullt, si dhe masë e ulët Mars. Ndërsa Jupiteri migronte nga brenda, ndikimi i tij gravitacional kapte dhe lëvizte planetezimalët në rrugën e tij përmes diskut, duke i tërhequr dhe shtyrë përpara si një buldozer. Nëse supozojmë se Jupiteri, para se të kthehej prapa, migroi drejt Diellit në distancën e orbitës aktuale të Marsit, atëherë ai mund të tërhiqte blloqe akulli masë totale më shumë se dhjetë masa tokësore në rajonin e planetëve të ngjashëm me Tokën të sistemit diellor, duke e pasuruar atë me ujë dhe të tjera substanca të avullueshme. I njëjti proces mund të kishte krijuar një kufi të qartë të jashtëm në pjesën e brendshme të diskut protoplanetar, duke ndaluar rritjen e embrionit planetar aty pranë, i cili përfundimisht u bë ajo që ne e quajmë Mars sot.
Sulmi i Jupiterit
Pavarësisht nga fakti se skenari i ndryshimit të tavolinës në 2011 dukej shumë bindës, lidhja e tij me të tjerët mistere të pazgjidhura sistemin tonë diellor, si p.sh mungesë e plotë planetët brenda orbitës së Mërkurit mbetën të paqartë. Krahasuar me të tjerët sistemet planetare, ku super-Tokat janë të mbushura dendur, tonat duket pothuajse bosh. A ka kaluar vërtet sistemi ynë diellor faza më e rëndësishme formimi i planetëve që shohim kudo në Univers? Në vitin 2015, dy prej nesh (Konstantin Batygin dhe Gregory Laughlin) shikuan se si një ndryshim i rrymës mund të ndikojë në një grup hipotetik të super-tokave afër Diellit. Përfundimi ynë ishte befasues: super-tokat nuk do t'i kishin mbijetuar ndryshimit të tavolinës. Është e jashtëzakonshme që migrimet e Jupiterit brenda dhe jashtë mund të shpjegojnë shumë nga vetitë e planetëve që ne njohim, si dhe ato që janë të panjohura.
Ndërsa Jupiteri u zhyt në sistemin e brendshëm diellor, ndikimi i tij buldozues në planetezmalët do të prishte orbitat e tyre të rregullta rrethore, duke i kthyer ato në një lëmsh kaotik trajektoresh të kryqëzuara. Disa planetesimalë duhet të jenë përplasur me forcë e madhe, duke u thyer në fragmente që në mënyrë të pashmangshme shkaktuan përplasje dhe shkatërrime të mëtejshme. Kështu, migrimi i brendshëm i Jupiterit ka të ngjarë të shkaktoi një kaskadë ndikimesh që shkatërruan planetezimalët, duke i bluar ato në madhësinë e gurëve, guralecave dhe rërës.
Nën ndikimin e fërkimit të përplasjes dhe tërheqjes aerodinamike në rajonin e brendshëm të gazuar të diskut protoplanetar, planetesimalët e shkatërruar shpejt humbën energjinë e tyre dhe u afruan me spirale më pranë Diellit. Gjatë kësaj rënieje, ato mund të kapeshin lehtësisht në rezonanca të reja të lidhura me ndonjë nga super-Tokat afër tyre.
Kështu, ndryshimi i lidhjes së Jupiterit dhe Saturnit mund të ketë shkaktuar një sulm të fuqishëm mbi popullsinë e planetëve të brendshëm primordial të sistemit diellor. Ndërsa ish-super-tokat ranë në Diell, ata do të kishin lënë pas një rajon të shkretë në mjegullnajën protoplanetare, duke u shtrirë në periudha orbitale prej rreth 100 ditësh. Si rezultat, manovra e shpejtë e Jupiterit përmes Sistemit të ri Diellor çoi në shfaqjen e një unaze mjaft të ngushtë të mbeturinave shkëmbore, nga e cila u formuan planetët tokësorë qindra miliona vjet më vonë. Gërshetimi që çoi në këtë koreografi delikate ngjarje të rastësishme tregon se planetët e vegjël, shkëmborë si Toka - dhe ndoshta edhe jeta në to - duhet të jenë të rrallë në univers.
Model i bukur
Në kohën kur Jupiteri dhe Saturni ishin kthyer nga sulmi i tyre në pjesa e brendshme Sistemi diellor, disku protoplanetar i gazit dhe pluhurit tashmë është varfëruar shumë. Përfundimisht, çifti rezonant i Jupiterit dhe Saturnit iu afrua Uranit dhe Neptunit të sapoformuar, dhe ndoshta një trup tjetër me përmasa të ngjashme. Duke përdorur efektet gravitacionale Frenimi në dyshen dinamike të gazit kapi këta gjigantë më të vegjël në rezonanca. Kështu që kur shumica Ndërsa gazi ikte nga disku, arkitektura e brendshme e Sistemit Diellor ka të ngjarë të përbëhej nga një unazë mbeturinash shkëmbore në afërsi të orbitës aktuale të Tokës.
Në rajonin e jashtëm të sistemit ekzistonte një grup kompakt, rezonant prej të paktën katër planetësh gjigantë që lëviznin në orbita pothuajse rrethore midis orbitës aktuale të Jupiterit dhe rreth gjysmës së distancës nga orbita aktuale e Neptunit. Në pjesën e jashtme të diskut, përtej orbitës së planetit gjigant më të jashtëm, në skajin shumë të ftohtë të sistemit diellor, planetet e akullta lëviznin. Gjatë qindra miliona viteve, planetët tokësorë u formuan dhe planetët e jashtëm dikur të shqetësuar u vendosën në një gjendje që mund të quhej të qëndrueshme. Megjithatë, kjo nuk ka ndodhur ende fazën përfundimtare evolucioni i sistemit diellor.
Ndryshimi i qëndrimit dhe sulmi i Jupiterit shkaktoi shpërthimin e fundit të dhunës ndërplanetare në historinë e Sistemit Diellor, aplikoi prekjen përfundimtare që solli retinën planetare të Diellit tonë pothuajse në konfigurimin që shohim sot. Kjo episodi i fundit, i quajtur bombardimi i rëndë i vonë, ndodhi midis 4.1 dhe 3.8 miliardë vjet më parë, kur sistemi diellor u shndërrua përkohësisht në një galeri qitjeje. e mbushur me shumë planetesimalë që përplasen. Sot, plagët nga ndikimet e tyre janë të dukshme si kratere në sipërfaqen e Hënës.
Duke punuar me disa kolegë në Observatorin Côte d'Azur në Nice në 2005, njëri prej nesh (Alessandro Morbidelli) krijoi të ashtuquajturin model të Nice për të shpjeguar se si ndërveprimet midis planetet gjigante mund të kishte shkaktuar një bombardim të rëndë të vonë. Aty ku mbaron takti, fillon modeli i Nice.
Planetët gjigantë të vendosur afër njëri-tjetrit ishin ende duke lëvizur në rezonancë reciproke dhe ende ndjenin ndikimin e dobët gravitacional të planetezalëve të akullt periferik. Në fakt, ata ishin në prag të paqëndrueshmërisë. Duke grumbulluar mbi miliona rrotullime orbitale gjatë qindra miliona viteve, çdo ndikim individualisht i parëndësishëm i planetezalëve të jashtëm ndryshoi pak nga pak lëvizjen e gjigantëve, duke i larguar ngadalë nga ekuilibri delikat i rezonancave që i lidhnin me njëri-tjetrin. Momenti vendimtar ndodhi kur njëri prej gjigantëve ra jashtë rezonancës me tjetrin, duke prishur kështu ekuilibrin dhe duke nisur një sërë shqetësimesh kaotike të ndërsjella të planetëve, të cilat e zhvendosën Jupiterin pak nga brenda sistemit dhe gjigantët e mbetur jashtë. Në një kohë të shkurtër në një shkallë kozmike Gjatë disa milion viteve, rajoni i jashtëm i Sistemit Diellor përjetoi një tranzicion të papritur nga një orbitë e mbushur fort, gati rrethore në një konfigurim të përhapur dhe të çrregullt me planetë që lëviznin në orbita të gjera dhe të zgjatura. Ndërveprimi midis planetëve gjigantë ishte aq i fortë sa një ose edhe disa prej tyre mund të jenë hedhur shumë përtej sistemit diellor në hapësirën ndëryjore.
Nëse evolucioni dinamik ndalonte këtu, atëherë struktura e rajoneve të jashtme të Sistemit Diellor do të korrespondonte me pamjen që shohim në shumë sisteme ekzoplanetare, ku gjigantët lëvizin rreth yjeve të tyre në orbita ekscentrike. Për fat të mirë, disku i planetëve të akullt që më parë kishin shkaktuar çrregullim në lëvizjen e planetëve gjigantë më vonë ndihmoi në eliminimin e tij duke ndërvepruar me orbitat e tyre të zgjatura. Duke kaluar pranë Jupiterit dhe planetëve të tjerë gjigantë, planetesimalët gradualisht morën energji prej tyre lëvizje orbitale dhe në këtë mënyrë rrumbullakosën orbitat e tyre. Në të njëjtën kohë, shumica e planetesimalëve u hodhën përtej ndikimi gravitacional Dielli, por disa mbetën në orbita të lidhura, duke formuar një disk me "junk" të akullt që ne tani e quajmë Brezi Kuiper.
Planeti Nëntë: Teoria definitive
Vëzhgimet e vazhdueshme në teleskopët më të mëdhenj po na zbulojnë gradualisht gjerësinë e Brezit Kuiper, duke demonstruar strukturën e tij të papritur. Në veçanti, astronomët vunë re një shpërndarje të veçantë të atyre më të largëta që lëviznin në kufijtë e jashtëm të zonës së shikimit. Pavarësisht dallim i madh distanca nga Dielli, orbitat e këtyre objekteve janë të grupuara fort, sikur të gjithë po përjetonin një shqetësim të zakonshëm dhe shumë të fortë. Simulimet kompjuterike nga Batygin dhe Michael E. Brawn nga Instituti i Teknologjisë në Kaliforni treguan se një pamje e tillë mund të krijohej nga një objekt deri tani i pazbuluar me një masë dhjetë herë më të madhe se Toka, duke lëvizur në një orbitë shumë të çuditshme rreth Diellit prej rreth 20 mijë vjetësh. Nuk ka gjasa që një planet i tillë të jetë formuar kaq larg, por pamja e tij atje mund të kuptohet lehtësisht nëse do të ishte hedhur atje gjatë rinisë së Sistemit Diellor.
Nëse konfirmohet ekzistenca e planetit të nëntë, kjo do të forcojë ashpër kufizimet në pamjen e evolucionit të sistemit tonë diellor të çuditshëm - me një "vrimë" në qendër - dhe do të vendosë kërkesa të reja për një teori që mund të shpjegojë të gjitha veçoritë. Astronomët tani po përdorin teleskopët më të mëdhenj Toka, duke u përpjekur për të gjetur këtë planet misterioz. Zbulimi i tij do të përfundonte kapitullin e parafundit në një kohë të gjatë dhe histori komplekse se si u përpoqëm të kuptonim vendin tonë në Univers. Dhe kjo histori do të përfundojë vetëm kur më në fund të gjejmë planetë me jetë që rrotullohen rreth yjeve të tjerë.
Ashtu si sekuenca e ADN-së zbulon historinë e migrimeve të lashta njerëzore nëpër sipërfaqen e planetit tonë të vogël, modelimi kompjuterik lejon astronomët të rindërtojnë historinë madhështore të udhëtimit planetar gjatë miliarda viteve të jetës së sistemit diellor. Që nga lindja e tij në një re të errët molekulare deri te formimi i planetëve të parë, te ngjarjet shkatërruese të ndryshimeve të taktikave, sulmi i Jupiterit dhe modeli i Nice, deri te shfaqja e jetës dhe e ndërgjegjes pranë të paktën një prej yjeve në pafundësi. rruga e Qumështit biografi e plotë sistemi ynë diellor do të jetë një nga arritjet më domethënëse shkenca moderne- dhe padyshim një nga historitë më të mëdha të treguara ndonjëherë.
