Преди милиарди години, когато за първи път се появява от облаци газ и прах, се предполага, че Слънчевата система е била в ред. Тогава гравитационните сили объркват всичко.
Това, което се случва в ранната Слънчева система, не е точно като термоядрената експлозия, която взривява Луната от орбитата й във филма от 1999 г. Въпреки че няма ядрени отпадъци, както беше във филма, явленията, случили се тогава, все още имат достатъчно мощност за да изхвърлят някои огромни планети. Газовите гиганти – Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран и вероятно още едно неизвестно тяло, което би могло да бъде неуловимата Планета 9 – плували около зараждащото се Слънце в кръгови орбити… докато не биват объркани.
Как тези огромни планети се озовават там, където са сега? Тъй като прашният газообразен протопланетен диск бавно се разсейва, орбитите на газовите гиганти се предполага, че са преминали от равномерно разположени и кръгли към неравномерно разположени и продълговати. Моделът „Ница“ посочва, че това се е случило поради хаотична нестабилност. Изследователят Сет Джейкъбсън от университета в Мичиган, който е съавтор на проучване, публикувано наскоро в Nature, и неговият екип подозират нещо друго и искат да разберат какво всъщност стои зад промяната.
„Скалистите планети щяха да са приключили с формирането си по времето на нестабилността според модела „Ница“, но техните орбити изглежда не регистрират такава масивна динамична нестабилност“, казва Джейкъбсън пред SYFY WIRE.
„Това ни провокира да се запитаме дали различна гигантска нестабилност, предизвикана по-рано в историята на Слънчевата система, може да обясни много от същите явления като оригиналния модел Ница.“
Нещо друго, което почти звучи като излязло от филма „Космоса: 1999 г.“ кара Джакбосън да преосмисли този модел. Смята се, че Луната е претърпяла бързострелни удари от астероиди и други обекти в това, което се нарича терминален катаклизъм. Но той вярва, че тези удари, които в крайна сметка образуват огромни басейни, вероятно не са се случили наведнъж. Това е по-вероятно серия от удари, които са се случили за дълъг период от време, когато парчета скали, останали от планетарната формация, удрят лунната повърхност.
Вместо вида на нестабилност и бомбардиране на Луната, който се предполага от модела „Ница“, е възможно ефектът на „отскок“ да е обиколил отново газовите гиганти. Такива планети са склонни да пълзят към своята звезда по време на ранните й фази на развитие. Когато протозвездата достигне пубертета, тя вече е натрупала по-голямата част от първичния газ около нея и газът в диска става по-малко плътен. Освен това се нагрява и създава фронт на фотоизпаряване. Това е мястото, където дискът се изяжда отвътре навън, като газът, който е най-близо до звездата, се йонизира (молекулите получават или губят електрони) от интензивното му излъчване.
„Гравитационните взаимодействия между всяка планета и диска се променят, тъй като вече няма толкова много газ във вътрешността на планетата, колкото е имало преди фотоизпаряването“, каза Джейкъбсън. „Това причинява промяна в посоката на миграцията на планетата, това, което наричаме ефект на отскок.“
Така че, когато газовите гиганти са твърде близо до фронта на фотоизпаряване, това обяснява защо те започват да се отдръпват. Единственото изключение е Юпитер, защото вече е изчистил достатъчно газ в диска, за да достигне огромния размер, който има сега. Въпреки това, когато другите се оттеглят от Слънцето, те дестабилизират Слънчевата система. Техните орбитални резонанси, причинени от движението към Слънцето, са нарушени. Орбиталният резонанс е гравитационното влияние на орбиталните тела в пространството едно върху друго, тъй като техните орбитални периоди са в съотношение две цели числа (като 3:5). След като резонансите на газовия гигант са прекъснати, всичко, което минава, въздейства върху тях.
Хаосът в крайна сметка се успокоява, така че новите орбити на газовите гиганти се стабилизират, но техните ексцентрични орбити са доказателство за това древно смущение. Джейкъбсън и неговият екип създават симулации на тези взаимодействия, при които гравитационните сили постоянно променят позициите и скоростите на Слънцето и планетите.
Но какво общо има всичко това с Планета 9? Изследователят Дейвид Несвори от Югозападния изследователски институт (SwRI) смята, че промяната в оста на Юпитер може да е изхвърлила допълнителен леден гигант в Слънчевата система.
„Ако Слънчевата система все още беше в своя натален звезден рожден куп, тогава е възможно, вместо този хипотетичен леден гигант да се превърне в свободно плаваща планета, той да е бил отклонен от близки звезди към далечна орбита около нашето Слънце, точно както предполагаемата Планета 9“, казва Джейкъбсън.
Има вероятност наистина да има отхвърлен леден гигант, който дебне на 80 милиарда километра от Слънцето. Може би някой ден все пак ще излезе от скривалището си.
