Güneş sistemimizin doğuş hikayesinin yeniden anlatılması uzun yıllardır oldukça monotondu. Her şey milyarlarca yıl önce karanlık ve yavaş yavaş dönen bir gaz ve toz bulutuyla başladı. Bulut büzüldü ve merkezinde Güneş oluştu. Zamanla sekiz gezegen ve daha birçok küçük cisim ortaya çıktı. O zamandan beri gezegenler Güneş'in etrafında dönüyor ve hareketleri bir saat gibi kesin ve öngörülebilir.
Göreceli olarak yeni teori disk kararsızlığı, toz ve gaz birikimleri Güneş Sisteminin ömrünün erken dönemlerinde ilişkilidir. Zamanla bu kümeler yavaş yavaş çökerek dev bir gezegene dönüşür. Bilim insanları güneş sistemi içindeki ve diğer yıldızların etrafındaki gezegenleri incelemeye devam ettikçe, gaz devlerinin nasıl oluştuğunu daha iyi anlayacaklar.
En büyük sorunÇünkü ana birikim, atmosferlerindeki daha hafif bileşenleri yakalayabilecek kadar hızlı, geçici dev gaz devlerinin yaratılmasıdır. Levison, "Daha önce önemsiz olduğu düşünülen bu oluşum sürecinden kalan çakıl taşlarının aslında gezegen oluşumu sorununa büyük bir çözüm olabileceğini gösterdiler" dedi.
İÇİNDE Son zamanlarda gökbilimciler bunu çürüten gerçekleri keşfediyorlar eski peri masalı. Yakın zamanda keşfedilen binlerce ötegezegen sisteminin tasarımıyla karşılaştırıldığında, en karakter özellikleri Güneş sistemimiz (iç kayalık gezegenleri, dış gaz devleri ve Merkür'ün yörüngesinde gezegen bulunmaması) oldukça tuhaf görünüyor. Geçmişi bilgisayarlarda simüle ettiğimizde bu tuhaflıkların çılgın bir gençliğin ürünü olduğunu görüyoruz. Güneş sisteminin tarihinin, çoğumuzun beklediğinden çok daha fazla dram ve kaosu içerecek şekilde yeniden yazılması gerekiyor.
Levison ve ekibi, bugün galakside görülen gezegenleri minik kayaların nasıl oluşturabileceğini daha kesin bir şekilde belirlemek için bu araştırmayı geliştirdi. Önceki simülasyonlarda hem büyük hem de orta büyüklükteki nesneler, çakıl taşı büyüklüğündeki kuzenlerini göreceli olarak tüketiyordu. sabit hız Levison'un modellemesi, daha büyük nesnelerin daha çok zorba gibi davrandığını, orta kütlelerden çakıl taşlarını toplayarak çok daha hızlı büyüdüğünü öne sürüyor.
Başlangıçta bilim adamları, gezegenlerin bugün yaşadıkları güneş sisteminin aynı bölümünde oluştuğuna inanıyorlardı. Dış gezegenlerin keşfi, bazı şeyleri sarstı ve en büyük kütleli nesnelerin en azından bazılarının göç edebileceğini gösterdi. Büyük daire Neptün'ün modern yörüngesinin hemen ötesinde, Dünya'dan Güneş'e olan mesafenin yaklaşık 35 katı uzaklıkta, kayalar ve buz onları çevreliyordu. Bu modele Fransa'da ilk kez tartıştıkları şehrin adını Nice koydular.
Yeni seçenek gezici gezegenlerin evlerinden kovulduklarını anlatan hikayeler, kayıp dünyalar Uzun zaman önce Güneş'in ateşli sıcağında ölen ve yıldızlararası uzayın sınırındaki soğuk derinliklere atılan yalnız devler hakkında. Gökbilimciler, bu eski olayları ve Plüton'un yörüngesinin ötesinde saklanıyor olabilecek dokuzuncu gezegen gibi arkalarında bıraktıkları "yara izlerini" inceleyerek, güneş sisteminin en önemli oluşum dönemlerinin tutarlı bir resmini oluşturuyorlar. kozmik süreçlere dair yeni bir anlayış.
Gezegenler daha küçük cisimlerle etkileşime girdiğinde çoğunu güneşe saçtılar. Süreç onları nesnelerle enerji alışverişi yapmaya zorladı ve Satürn, Neptün ve Uranüs'ü güneş sisteminin daha da içlerine gönderdi. Sonunda küçük nesneler Jüpiter'e ulaştı ve bu da onları güneş sisteminin kenarına ya da tamamen dışına gönderdi.
Jüpiter ve Satürn arasındaki hareket, Uranüs ve Neptün'ü daha da eksantrik yörüngelere sürükledi ve çifti kalan buz diskine gönderdi. Malzemenin bir kısmı çarptığı yere atıldı karasal gezegenler geç ağır bombardıman sırasında. Diğer materyaller dışarı doğru fırlatılarak Kuiper Kuşağı oluşturuldu.
Klasik Güneş Sistemi
Gezegenler, kütle olarak Güneşimizi 10 bin kat aşan dev moleküler bulutların derinliklerinde meydana gelen yıldız oluşumunun bir yan ürünüdür. Buluttaki bireysel yoğunluklar yerçekiminin etkisi altında sıkıştırılarak merkezinde parlak bir ön yıldız oluşturur ve geniş opak bir gaz ve toz halkasıyla (öngezegensel bir disk) çevrelenir.
Yavaş yavaş dışarı doğru ilerledikçe Neptün ve Uranüs yer değiştirdiler. Sonunda, kalan enkazla etkileşimler, çiftin güneşten mevcut mesafeye ulaştıkça daha dairesel yollara dalmasına neden oldu. Bu arada bir, hatta iki dev gezegenin daha sistemden atılması mümkün.
“İlk günlerde güneş sistemi çok farklıydı; büyük miktar Nesvorny, sitede "Belki de Neptün kadar büyük gezegenler oluşuyor ve farklı yerlere dağılıyor" dedi. Güneş sistemi gezegenlerin oluşumundan sonra oluşum sürecini tamamlamamıştır. Dünya, birçok bilim insanının yaşamın evrimine katkıda bulunduğuna inandığı yüksek su içeriği nedeniyle gezegenler arasında öne çıkıyor. Ancak gezegenin mevcut konumu, güneş sisteminin erken dönemlerinde su toplayamayacak kadar sıcaktı; bu da hayat veren sıvının, büyüdükten sonra teslim edilmiş olabileceğini akla getiriyor.
Onlarca yıldır teorisyenler Güneşimizin proto-gezegen diskini modelleyerek aşağıdaki nedenlerden birini açıklamaya çalışıyorlar: en önemli özellikler Güneş sistemi: kayalık ve kayalık gruplara bölünmesi gaz gezegenleri. Dünya benzeri dört gezegenin yörünge dönemleri 88 günlük Merkür ile 687 günlük Mars arasına denk geliyor. Buna karşılık, bilinen gaz devleri, periyotları 12 ila 165 yıl arasında değişen çok daha uzak yörüngelere sahiptir ve birlikte gezegenlerin kütlesinin 150 katından daha fazlasına sahiptirler. karasal grup.
Ancak bilim insanları bu suyun kaynağını hâlâ bilmiyorlar. Asteroit kuşağı başka bir potansiyel su kaynağı yaratıyor. Bazıları yapılan değişikliklerin işaretlerini gösterdi erken tarihler suyun yüzeyleriyle bir şekilde etkileşime girdiğini ima eden yaşamları. Göktaşlarının etkisi gezegen için başka bir su kaynağı haline gelebilir.
Son zamanlarda bazı bilim adamları buna inanıyor erken Dünya su toplanamayacak kadar sıcaktı. Eğer gezegen yeterince hızlı oluşursa toplanabileceğini savunuyorlar. gerekli su buharlaşmadan önce buz tanelerinden. Dünya suyuyla desteklenirken, Venüs ve Mars da muhtemelen aynı şekilde önemli sıvılara maruz kalacaktı. Venüs'te artan sıcaklıklar ve Mars'ta buharlaşan atmosfer, su tutmalarını engelledi ancak sonuç, bugün bildiğimiz kuru gezegenlerdi.
Her iki tür gezegenin de, bir gaz diskinin çalkantılı girdabında yarışan katı toz taneciklerinin çarpıştığı ve birbirine yapıştığı, gezegenimsiler adı verilen kilometre ölçeğinde cisimler oluşturduğu tek bir oluşum sürecinde doğduğuna inanılıyor (tıpkı Dünya'daki gibi). Mutfağınızın süpürülmeyen zemini, hava akımları ve elektrostatik kuvvetler toz parçacıklarını toplar). En büyük gezegenimsiler en büyüklere sahipti yerçekimi çekimi ve diğerlerinden daha hızlı büyüdü; ince parçacıklar senin yörüngene. Muhtemelen bir milyon yıl boyunca, buluttan sıkıştırılma sürecinde, Güneş Sistemimizin proto-gezegensel diski, Evrendeki diğer diskler gibi, Ay büyüklüğünde gezegen embriyolarıyla doluydu.
Önceki bölümde büyük bir gaz bulutunun çökmesi sonucu yıldızın oluşumunu tartışmıştık. Güneş sistemimizdeki sekiz gezegenin iki gezegenden oluştuğunu belirtmekte fayda var. farklı gruplar; Güneş'e en yakın dört gezegen kayalık karasal gezegenleri, Güneş'ten en uzak dört gezegen ise gaz halindeki karasal gezegenleri oluşturur. Aynı gaz bulutundan oluşan nesneler neden farklı bileşimlere sahiptir? Cevap, bu nesnelerin göreceli olarak nerede oluştuğunda yatmaktadır. ebeveyn yıldızı, güneşimiz.
Güneş bulutsusu çökerek Güneşimizi oluşturduktan sonra, çevresinde bir malzeme diski oluştu. nova. Bu protogezegen diskindeki sıcaklık tekdüze değildi. Çünkü çeşitli malzemeler yoğunlaşmak farklı sıcaklıklar güneş sistemimiz oluşuyor Çeşitli türler gezegenler. için ayırma çizgisi farklı gezegenler Güneş sistemimizde donma çizgisi denir. Aşağıdaki simülasyonda, güneş bulutsusunun hidrojen ve helyumun nerede yoğunlaştığına dikkat edin.
En büyük embriyo doğrudan arka tarafta bulunuyordu. modern kemer yeni doğan Güneş'in ışığından ve sıcaklığından yeterince uzakta, proto-gezegen diskinde buzun korunduğu asteroitler. Bu "buz sınırının" ötesinde, embriyolar, gezegeni oluşturan bol miktardaki buz birikintileriyle ziyafet çekebilir ve muazzam boyutlara ulaşabilir. Her zamanki gibi "zenginler daha da zenginleşiyor": En büyük embriyo diğerlerinden daha hızlı büyüdü ve öne çıktı yerçekimi alanı en mevcut buz, çevredeki diskten gelen gaz ve toz. Yaklaşık bir milyon yıl içinde bu açgözlü embriyo o kadar büyüdü ki Jüpiter gezegeni haline geldi. Teorisyenlere göre bu, güneş sisteminin mimarisinin ikiye bölündüğü belirleyici an oldu. Jüpiter'in gerisine düşen güneş sisteminin diğer dev gezegenleri, daha yavaş büyüdükleri için daha küçük çıktılar ve yerçekimiyle yalnızca Jüpiter'in yakalamaya vakti olmadığı gazı yakaladılar. Ve iç gezegenlerin çok daha küçük olduğu ortaya çıktı, çünkü diskin neredeyse gaz ve buzdan yoksun olduğu buz sınırında doğdular.
Su ve metan gibi hidrojen bileşikleri genellikle yoğunlaşır. Düşük sıcaklık ve sıcaklığın daha yüksek olduğu donma hattının içinde gaz halinde kalır. Daha ağır kayalık ve metalik malzemeler, yüksek sıcaklıklarda yoğuşmaya daha uygundur. yüksek sıcaklıklar. Böylece iç gezegenlerin neredeyse tamamı kaya ve metalden oluşuyor ve karasal gezegenler olarak bilinen bir grup oluşturuyor.
Karasal gezegenler nasıl oluştu?
Daha sonra ağır elementler ve mineraller, hepsi Güneş'in etrafında yaklaşık aynı hızla dönen katı kaya parçaları halinde yoğunlaştı. Tahmin edebileceğiniz gibi, aynı hızda hareket eden nesneler arasındaki çarpışmalar, aynı hızda hareket eden nesneler arasındaki çarpışmalardan daha az yıkıcıdır. farklı hızlarda. Bu nedenle, Güneş'in etrafında dönen kayalar birbirine yaklaştığında, birbirlerini yok etmekten çok birbirlerine yapışırlar. Bu parçalar birikim adı verilen bir süreçte yavaş yavaş büyür.
Gezegen dışı devrim
Gökbilimciler yirmi yıl önce dış gezegenleri keşfetmeye başladıklarında, güneş sisteminin oluşumuna ilişkin teorileri galaktik ölçekte test etmeye başladılar. Birçoğu ilk keşfedilen dış gezegenler"sıcak Jüpiterler" olduğu ortaya çıktı, yani gaz devleri, yalnızca birkaç günlük periyotlarla yıldızlarının etrafında hızla dönüyorlar. Buzun tamamen bulunmadığı bir yıldızın parıldayan yüzeyine bu kadar yakın dev gezegenlerin varlığı tamamen çelişkilidir. klasik boyama gezegenlerin oluşumu. Bu paradoksu açıklamak için teorisyenler, sıcak Jüpiterlerin uzakta oluştuğunu ve sonra bir şekilde içeriye doğru göç ettiğini öne sürdüler.
Yeterince büyüdüklerinde yerçekimi onları küresel şekillere girmeye zorlar. Donma çizgisinin dışında sıcaklıklar daha soğuktur ve hidrojen bileşikleri yoğunlaşarak buza dönüşebilir. Dış güneş sisteminde kaya ve metal hala mevcuttur, ancak her ikisi de sayıca üstündür ve hidrojen bileşikleri açısından daha ağır basmaktadır. Bu nedenle, dış güneş sisteminde oluşan gezegencikler esas olarak eser miktarda hidrojen bileşiklerinden oluşur. kaynak ve metal. Hidrojen ve helyum, güneş bulutsusunda yoğunlaşmaz ve dış güneş sistemindeki büyük yörüngeli nesnelerde oldukça bol miktarda bulunur.
Dahası, NASA'nın Kepler Uzay Teleskobu gibi araştırmalarda keşfedilen binlerce dış gezegenden elde edilen verilere dayanarak gökbilimciler, Güneş Sistemi ikizlerinin oldukça nadir olduğu yönünde endişe verici bir sonuca vardılar. Ortalama gezegen sistemi bir veya daha fazla süper Dünya içerir (gezegenler birkaç kez büyük Dünya) yörünge dönemleri yaklaşık 100 günden daha kısadır. Jüpiter ve Satürn gibi dev gezegenler yıldızların yalnızca %10'unda bulunur ve hatta daha az sıklıkla neredeyse dairesel yörüngelerde hareket ederler.
Dış gezegenler büyümeye devam ettikçe yerçekimi de arttı. Çevredeki materyaller, özellikle de hidrojen ve helyum, gezegenlerin boyutları büyüdükçe ve gezegenimsi canlılar giderek daha da genişledikçe gezegenler için giderek daha çekici hale geliyor.
Açık sonraki sorular gökbilimci Dr. Kathy Imhoff'a yanıt verdi: Bilim Enstitüsü uzay teleskopu. Tüm gezegenlerin mevsimleri var mıdır? Mevsimlere ne sebep olur? Dünya, Güneş etrafındaki yörüngesine göre eğiktir. Bu nedenle, ne zaman bizim Kuzey Kutbu Güneşe doğru eğildiğimizde Kuzey Yarımküre'de yazı yaşıyoruz. Ne zaman Güney Kutbu güneşe doğru eğiliriz, kışı yaşarız. Bu nedenle, eğer bir gezegen Güneş etrafındaki yörüngesine göre eğikse, mevsimleri olması gerekir. Venüs - 23 derece eğim, Dünya - 5, Mars - 24, Jüpiter - 3, Satürn - 27, Uranüs - 98, Neptün -.
Beklentileri konusunda aldatılan teorisyenler şunu fark ettiler: "birkaç önemli ayrıntılar» klasik teori Gezegen sistemimizin oluşumu daha iyi bir açıklama gerektirir. İç Güneş Sistemi, dış gezegen emsalleriyle karşılaştırıldığında neden bu kadar düşük kütleli? Süper Dünyalar yerine küçük, kayalık gezegenler vardır ve bunların hiçbiri Merkür'ün 88 günlük yörüngesinde yer almaz. Peki Güneş'e yakın dev gezegenlerin yörüngeleri neden bu kadar yuvarlak ve geniş?
Ancak çoğu gezegenin Dünya gibi eğimleri olduğunu, dolayısıyla mevsimlerin olması gerektiğini görebilirsiniz. Kışın buzullar büyür, yazın ise küçülür. Jüpiter'in eğimi çok azdır, dolayısıyla fark edilebilir mevsimler yaşamaz. Ancak Neptün tamamen kendi tarafına döndü!
Çok sahip olmalı garip zamanlar Yılın! Gezegenler isimlerini nasıl aldı? Gezegenlerden beşi binlerce yıl önce insanlar tarafından biliniyordu. Çıplak gözle görülebilecek kadar parlaktırlar ve yıldızlara göre hareket ederler. Gezegenin adı nereden geliyor? Yunan kelimesi"avare". Gezegenlere bazı tanrılarının adını verdiler. Merkür Roma'nın ticaret ve kurnazlık tanrısıydı ve aynı zamanda tanrıların Elçisiydi, Venüs aşk tanrıçasıydı, Satürn tanrıydı Tarım ve sonunda herkes mitolojideki Roma isimlerini kullanmaya karar verdi.
Açıkçası, bu soruların cevapları, proto-gezegen disklerinin değişkenliğini hesaba katmayan klasik gezegen oluşumu teorisinin eksikliklerinde yatmaktadır. Yeni doğmuş bir gezegenin, tıpkı okyanustaki bir cankurtaran salı gibi, doğduğu yerden çok uzağa sürüklenebileceği ortaya çıktı. Gezegen büyüdükten sonra, yerçekimi çevredeki diski etkilemeye başlar, içindeki sarmal dalgaları heyecanlandırır, bu dalgaların yerçekimi zaten gezegenin hareketini etkiler ve güçlü pozitif ve negatifler yaratır. geri bildirimler gezegen ve disk arasında. Sonuç olarak, geri dönüşü olmayan bir momentum ve enerji alışverişi meydana gelebilir ve genç gezegenlerin ana diskleri boyunca destansı bir yolculuğa çıkmalarına olanak tanınabilir.
Bu yüzden, yeni gezegen Sonunda Titanların babasına ithafen Uranüs adı verildi. Denizlerin tanrısı nedeniyle Neptün adını aldı. Plüton, adını yeraltı dünyasının tanrısından almıştır. Ayların ve bazı asteroitlerin çoğuna Roma mitolojisi de denir. İlk gezegen neyi keşfetti? Hangi ekipmanı kullandılar? Antik çağlardan beri beş gezegen bilinmektedir - Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn. Birinci yeni gezegen Uranüs'tü. İlk modern gökbilimcilerden biri olan İngiliz gökbilimci Sir William Herschel tarafından Herschel'de keşfedildi.
Herschel gezegene Kral George'un adını vermek istedi ama kimse bundan hoşlanmadı, bu yüzden ona Uranüs adını verdiler. Herschel ve kız kardeşi Charlotte, bazıları Sir Isaac Newton tarafından geliştirilen tasarımlara dayanan birkaç yansıtıcı teleskop kullandılar. En büyüğü 40 feet uzunluğundaydı ve 48 inç genişliğinde bir aynaya sahipti. Ahşaptan yapılmış bir çerçeveyle çekilmişti ve asistanların halatlar ve makaralar boyunca hareket etmesine yardım etmeleri gerekiyordu. En çok buydu büyük teleskop 100 yıl sonrasına kadar dünyada.
Gezegensel göç sürecini hesaba katarsak, disklerdeki buzun sınırları artık gezegen sistemlerinin yapısının oluşumunda özel bir rol oynamıyor. Örneğin buz sınırının ötesinde doğan dev gezegenler, diskin merkezine doğru sürüklenerek, yani gaz ve tozla birlikte yıldıza doğru spiral şeklinde hareket ederek sıcak Jüpiter haline gelebilir. Sorun şu ki, bu süreç çok iyi çalışıyor ve tüm öngezegen disklerinde meydana geliyor gibi görünüyor. O halde Jüpiter ve Satürn'ün Güneş etrafındaki uzak yörüngeleri nasıl açıklanır?
İlk önce hangi gezegen oluştu ve nasıl oluştu? Gezegenlerin hepsinin aynı anda oluştuğunu düşünüyoruz. Ancak muhtemelen ilk önce Güneş oluştu. Geriye kalan gaz ve toz güneşin etrafındaki diskte kaldı. Bu diskte malzeme sıkışmaya ve "gezegencikler" oluşturmaya başladı. Bunlar asteroitlere benzeyen küçük kayalık cisimlerdir. Birbirlerine çarptılar ve sonunda iç gezegenleri oluşturdular. Aynı zamanda gezegenimsiler dış gezegenler Jüpiter ve Satürn'ün çekirdeklerini oluşturdu.
Güçlü yerçekimi nedeniyle çok fazla gaz topladılar. Uranüs ve Neptün de bunu yaptı ama daha az gaz vardı çünkü Jüpiter ve Satürn onu ilk elde etti. Asteroit kuşağı, Jüpiter'in güçlü yerçekiminin onun oluşmasını engellememesi nedeniyle hiçbir zaman bir gezegen oluşturamayan gezegenimsi kalıntıların kalıntıları olabilir.
Yön değişikliği
İkna edici bir açıklamanın ilk ipucu, 2001 yılında Londra Queen Mary Üniversitesi'nden Frederic Masset ve Mark Snellgrove'un bilgisayar modelinden geldi. Güneş'in proto-gezegen diskindeki Satürn ve Jüpiter'in yörüngelerinin eşzamanlı evrimini simüle ettiler. Satürn'ün kütlesinin daha küçük olması nedeniyle merkeze doğru göçü Jüpiter'inkinden daha hızlıdır ve bu da iki gezegenin yörüngelerinin birbirine yaklaşmasına neden olur. Sonunda yörüngeler, ortalama hareket rezonansı olarak bilinen, Jüpiter'in Satürn'ün her iki yörünge periyodunda Güneş'in etrafında üç kez döndüğü belirli bir konfigürasyona ulaşır.
Ortalama hareket rezonansı ile birbirine bağlanan iki gezegen, tıpkı gezegenler arası sıcak patates fırlatma oyununa benzer şekilde, birbirleriyle momentum ve enerji alışverişinde bulunabilir. Rezonans bozukluklarının koordineli doğası nedeniyle, her iki gezegen de birbirlerine ve çevrelerine artırılmış bir çekimsel etki uygular. Jüpiter ve Satürn örneğinde, bu "salınım" onların kütleleriyle proto-gezegen diskini kolektif olarak etkilemelerine olanak tanıdı ve Jüpiter'le büyük bir boşluk yarattı. içeri ve dışarıda Satürn. Üstelik onun yüzünden daha büyük kütle Jüpiter iç diski dış disk olan Satürn'den daha güçlü bir şekilde çekiyordu. Paradoksal olarak bu, her iki gezegenin de hareketlerini değiştirmesine ve Güneş'ten uzaklaşmaya başlamasına neden oldu. bunun gibi ani değişim Göç yönü, rüzgara karşı giden bir yelkenli teknenin hareketine benzerliğinden dolayı genellikle büyük tramola olarak adlandırılır.
2011 yılında, raptiye konseptinin doğuşundan on yıl sonra, Kevin J. Walsh ve Gözlemevi'ndeki meslektaşları tarafından bir bilgisayar modeli geliştirildi. Cote d'Azur Nice'de (Fransa) yapılan araştırma, bu fikrin yalnızca Jüpiter ve Satürn'ün dinamik tarihini değil aynı zamanda kayalık ve buzlu asteroitlerin dağılımını da iyi açıkladığını gösterdi. düşük kütle Mars. Jüpiter içe doğru göç ederken, yerçekimsel etkisi gezegenleri yakalayıp disk boyunca hareket ettirdi, onları bir buldozer gibi kepçeleyip ileri itti. Jüpiter'in geri dönmeden önce Güneş'e doğru Mars'ın mevcut yörüngesi mesafesine doğru göç ettiğini varsayarsak, buz bloklarını sürükleyebilir. toplam kütle Güneş sisteminin Dünya benzeri gezegenlerinin bulunduğu bölgeye ondan fazla Dünya kütlesi sığdırılarak burayı su ve diğer maddelerle zenginleştiriyor uçucu maddeler. Aynı süreç, proto-gezegen diskinin iç kısmında net bir dış sınır yaratarak, sonunda bugün Mars dediğimiz şeye dönüşen yakındaki gezegen embriyosunun büyümesini durdurabilirdi.
Jüpiter saldırısı
2011'deki yön değişikliği senaryosu çok ikna edici görünmesine rağmen, senaryonun diğerleriyle ilişkisi çözülmemiş gizemler güneş sistemimiz gibi tam yokluk Merkür'ün yörüngesindeki gezegenler belirsiz kaldı. Diğerleriyle karşılaştırıldığında gezegen sistemleri Süper Dünyaların yoğun şekilde dolu olduğu bizimki neredeyse boş görünüyor. Güneş sistemimiz gerçekten geçti mi? en önemli aşama Evrenin her yerinde gördüğümüz gezegenlerin oluşumu? 2015 yılında ikimiz (Konstantin Batygin ve Gregory Laughlin), bir yön değişikliğinin Güneş'e yakın varsayımsal bir süper Dünya grubunu nasıl etkileyebileceğine baktık. Vardığımız sonuç şaşırtıcıydı: Süper Dünyalar yön değişikliğinden sağ çıkamazdı. Jüpiter'in içeri ve dışarı göçlerinin, gezegenlerin bildiğimiz ve bilinmeyen birçok özelliğini açıklayabilmesi dikkat çekicidir.
Jüpiter iç güneş sistemine daldıkça, gezegenimsiler üzerindeki ezici etkisi onların düzgün dairesel yörüngelerini bozacak ve onları kesişen yörüngelerden oluşan kaotik bir karmaşaya dönüştürecekti. Bazı gezegenimsi yaratıklar çarpışmış olmalı büyük güç kaçınılmaz olarak daha fazla çarpışmaya ve yıkıma yol açacak parçalara bölündü. Bu nedenle, Jüpiter'in içe doğru göçü muhtemelen gezegenleri yok eden ve onları kayalar, çakıl taşları ve kum boyutlarına indiren bir dizi darbeyi tetikledi.
Öngezegen diskinin gazla kaplı iç bölgesindeki çarpışma sürtünmesinin ve aerodinamik sürüklemenin etkisi altında, yok edilen gezegenimsi varlıklar hızla enerjilerini kaybettiler ve Güneş'e doğru spiral çizerek yaklaştılar. Bu düşüş sırasında, kendilerine yakın olan süper Dünyalardan herhangi biriyle ilişkili yeni rezonanslarda kolayca yakalanabildiler.
Dolayısıyla Jüpiter ve Satürn'ün yön değişikliği, güneş sisteminin ilkel iç gezegenlerinin popülasyonuna güçlü bir saldırıya neden olmuş olabilir. Eski süper Dünyalar Güneş'e düştüklerinde, protogezegenimsi nebulada yaklaşık 100 günlük yörünge dönemlerine kadar uzanan ıssız bir bölgeyi geride bırakmış olacaklardı. Sonuç olarak, Jüpiter'in genç Güneş Sistemindeki hızlı manevrası, yüz milyonlarca yıl sonra karasal gezegenlerin oluştuğu oldukça dar bir kayalık enkaz halkasının ortaya çıkmasına neden oldu. Bu ince koreografiye yol açan kesişme noktası rastgele olaylar Dünya gibi küçük, kayalık gezegenlerin ve hatta belki de üzerlerindeki yaşamın evrende nadir olması gerektiğini gösteriyor.
Güzel model
Jüpiter ve Satürn baskınlarından geri döndüğünde iç kısım Güneş sistemi, gaz ve tozun protoplanet diski zaten büyük ölçüde tükendi. Sonunda rezonans halindeki Jüpiter ve Satürn çifti, yeni oluşan Uranüs ve Neptün'e ve muhtemelen benzer büyüklükteki başka bir cisme yaklaştı. Kullanarak yerçekimi etkileri Gaz dinamiği ikilisindeki frenleme, bu küçük devleri rezonans halinde yakaladı. Öyleyse ne zaman çoğu Gaz diskten kaçarken, Güneş Sisteminin iç mimarisi muhtemelen Dünya'nın mevcut yörüngesi yakınındaki bir kayalık enkaz halkasından oluşuyordu.
Sistemin dış bölgesinde, Jüpiter'in mevcut yörüngesi ile Neptün'ün mevcut yörüngesinin yaklaşık yarısı kadar mesafe arasında neredeyse dairesel yörüngelerde hareket eden en az dört dev gezegenden oluşan kompakt, rezonanslı bir grup vardı. Diskin dış kısmında, en dıştaki dev gezegenin yörüngesinin ötesinde, güneş sisteminin en soğuk ucunda, buzlu gezegencikler hareket ediyordu. Yüz milyonlarca yıl boyunca karasal gezegenler oluştu ve bir zamanlar huzursuz olan dış gezegenler, kararlı denebilecek bir duruma yerleşti. Ancak bu henüz gerçekleşmedi son aşama güneş sisteminin evrimi.
Yön değişikliği ve Jüpiter'in saldırısı, Güneş Sistemi tarihindeki son gezegenler arası şiddet patlamasına neden oldu ve Güneşimizin gezegensel maiyetini neredeyse bugün gördüğümüz konfigürasyona getiren son dokunuşu uyguladı. Bu son bölüm Geç ağır bombardıman olarak adlandırılan olay, 4,1 ila 3,8 milyar yıl önce, güneş sisteminin geçici olarak bir atış poligonuna dönüştüğü sırada meydana geldi. birçok çarpışan gezegenle dolu. Bugün, çarpmaların yarattığı izler Ay'ın yüzeyinde kraterler halinde görülebiliyor.
2005 yılında Nice'deki Côte d'Azur Gözlemevi'nde birkaç meslektaşıyla birlikte çalışan içimizden biri (Alessandro Morbidelli), aralarındaki etkileşimin nasıl olduğunu açıklamak için Nice modelini yarattı. dev gezegenler geç saatlerde ağır bir bombardımana neden olabilirdi. Raptiyenin bittiği yerde Nice deseni başlar.
Birbirine yakın konumdaki dev gezegenler hala karşılıklı rezonans içinde hareket ediyorlardı ve uzaktaki buzlu gezegenlerin zayıf kütleçekimsel etkisini hâlâ hissediyorlardı. Aslında istikrarsızlığın eşiğindeydiler. Yüz milyonlarca yıl boyunca milyonlarca yörünge dönüşü üzerinde biriken dış gezegenlerin her biri ayrı ayrı önemsiz etkisi, devlerin hareketini azar azar değiştirdi ve onları birbirlerine bağlayan hassas rezonans dengesinden yavaş yavaş uzaklaştırdı. Önemli an Devlerden birinin diğeriyle rezonansı bozulduğunda, denge bozulduğunda ve gezegenler arasında bir dizi karşılıklı kaotik rahatsızlık başlatıldığında, Jüpiter'i hafifçe sistemin içine, geri kalan devleri ise dışarıya kaydırdığında meydana geldi. Kısa bir zaman içinde kozmik ölçekte Birkaç milyon yıl boyunca, Güneş Sisteminin dış bölgesi, sıkı bir şekilde paketlenmiş, neredeyse dairesel bir yörüngeden, geniş, uzun yörüngelerde hareket eden gezegenlerin olduğu dağınık ve düzensiz bir konfigürasyona ani bir geçiş yaşadı. Dev gezegenler arasındaki etkileşim o kadar güçlüydü ki, bunlardan bir veya birkaçı güneş sisteminin çok ötesine, yıldızlararası uzaya fırlatılmış olabilir.
Dinamik evrim burada dursaydı, Güneş Sisteminin dış bölgelerinin yapısı, devlerin yıldızlarının etrafında eksantrik yörüngelerde hareket ettiği birçok dış gezegen sisteminde gördüğümüz tabloya karşılık gelirdi. Neyse ki, daha önce dev gezegenlerin hareketlerinde düzensizliğe neden olan buzlu gezegenimsi disk, daha sonra onların uzun yörüngeleriyle etkileşime girerek bunun ortadan kaldırılmasına yardımcı oldu. Jüpiter'in ve diğer dev gezegenlerin yakınından geçen gezegencikler yavaş yavaş enerjilerini tükettiler yörünge hareketi ve böylece yörüngelerini yuvarladılar. Aynı zamanda, gezegenimsilerin çoğu öteye fırlatıldı. yerçekimi etkisi Güneş, ancak bazıları sınırlı yörüngelerde kaldı ve şimdi Kuiper Kuşağı dediğimiz buzlu bir "çöp" diski oluşturdu.
Dokuzuncu Gezegen: Kesin Teori
En büyük teleskoplarla yapılan ısrarlı gözlemler, bize Kuiper Kuşağı'nın enginliğini yavaş yavaş açığa çıkarıyor ve onun beklenmedik yapısını ortaya koyuyor. Özellikle gökbilimciler, görüş alanının dış sınırlarında hareket eden en uzaktakilerin tuhaf bir dağılımını fark ettiler. Aksine büyük fark Güneş'ten uzak mesafelerde bu nesnelerin yörüngeleri, sanki hepsi ortak ve çok güçlü bir rahatsızlık yaşıyormuş gibi sıkı bir şekilde gruplandırılmıştır. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Batygin ve Michael E. Brawn tarafından yapılan bilgisayar simülasyonları, böyle bir resmin, Güneş'in etrafında oldukça eksantrik bir yörüngede hareket eden, Dünya'dan on kat daha büyük bir kütleye sahip, şimdiye kadar tespit edilmemiş bir nesne tarafından oluşturulabileceğini gösterdi. yaklaşık 20 bin yıllık. Böyle bir gezegenin bu kadar uzakta oluşmuş olması pek mümkün değil, ancak Güneş Sistemi'nin gençliği sırasında oraya atılmışsa, oradaki görünümü oldukça kolay anlaşılabilir.
Dokuzuncu gezegenin varlığı doğrulanırsa, bu, merkezinde bir "delik" olan garip Güneş sistemimizin evrimi tablosu üzerindeki kısıtlamaları keskin bir şekilde güçlendirecek ve tüm gezegeni açıklayabilecek bir teoriye yeni talepler yükleyecektir. özellikler. Gökbilimciler artık kullanıyor en büyük teleskoplar Dünya bunu bulmaya çalışıyor gizemli gezegen. Keşfi, sondan bir önceki bölümü uzun ve uzun bir sürede tamamlayacak. karmaşık tarih Evrendeki yerimizi nasıl anlamaya çalıştığımız hakkında. Ve bu hikaye ancak nihayet diğer yıldızların yörüngesinde yaşam bulunan gezegenler bulduğumuzda sona erecek.
Tıpkı DNA dizilişinin küçük gezegenimizin yüzeyindeki eski insan göçlerinin tarihini ortaya çıkarması gibi, bilgisayar modelleme gökbilimcilerin, güneş sisteminin ömrü boyunca milyarlarca yıl boyunca gezegen yolculuğunun görkemli tarihini yeniden inşa etmelerine olanak tanır. Karanlık bir moleküler buluttaki doğumundan ilk gezegenlerin oluşumuna, yıkıcı yön değişiklikleri olaylarına, Jüpiter ve Nice modelinin saldırısına, uçsuz bucaksız yıldızlardan en az birinin yakınında yaşamın ve bilincin ortaya çıkmasına kadar. Samanyolu tam biyografi Güneş sistemimiz en önemli başarılardan biri olacak modern bilim- ve şüphesiz şimdiye kadar anlatılan en harika hikayelerden biri.
