Patru din Sistem solarPlanetele terestre ale lui, inclusiv Pământul și o lume pierdută de mult timp, a început probabil viața în timpul să se oprească Soarele la un ritm fix, potrivit unui nou studiu. Rezultatele sugerează, de asemenea, că acele planete s -au format mai devreme decât se credea anterior.
Astronomii au fost din ce în ce mai interesați de modul în care sistemele planetare își schimbă arhitectura internă pe perioade de timp cosmice, motivate de mai multe descoperiri recente ale familiei exoplanete, precum Cohortă cu șapte planuri Orbitând minusculul Star Trappist-1.
Cercetările anterioare au descoperit că o etapă timpurie în metamorfoza unei familii planetare implică perechi, triplete sau sisteme întregi care se deplasează într -o bătaie ritmică – numită rezonanță – în jurul vedetei lor. Planetele din rezonanță au perioade orbitale care formează un raport cu număr întreg. În sistemul Trappist-1, de exemplu, planeta cea mai interioară, Trappist-1 B, completează opt orbite pentru cinci dintre cei mai apropiați vecini.
Rezonanța apare printre planetele născute în cadrul unui disc protoplanetar – Discul de resturi care înconjoară o stea pentru sugari – care conține încă gaz. Astfel de planete se aruncă prin gaz, schimbând mișcarea lor de rotație cu ea, ceea ce le determină adesea să se deplaseze spre stea. Multe dintre aceste planete se pot apropia suficient de mult între ele pentru perioadele lor orbitale pentru a „rezona” sau a deveni multipli cu număr întreg.
Astăzi, The Sistem solarPlanetele nu sunt în rezonanță (deși Venus şi Marte Apropiați-vă, cu un raport orbital-perioadă de 3,05: 1). Dar în 2005, Astronomii au arătat Că Jupiter și Saturn s -au transformat într -o bătaie rezonantă la scurt timp după nașterea lor. Acest dans s -a oprit brusc acum 4,4 miliarde de ani, însă, când discul de gaz protoplanetar a început să se evapore, împingând Saturn, Uranus şi Neptun În exterior într -un eveniment numit instabilitatea planetară uriașă.
Înrudite: Care este numărul maxim de planete care ar putea orbita soarele?
Până acum, însă, nimeni nu a examinat dacă planetele terestre au fost vreodată în rezonanță, Chris Ormelprofesor asociat la Universitatea Tsinghua din China și coautor al noului studiu, a declarat Live Science prin e-mail. Acest lucru se datora faptului că „o teorie alternativă – că planetele formate dintr -o serie de impacturi uriașe – a fost considerată adecvată” pentru a explica modul în care se comportă în prezent, a spus el.
Dar Cercetări din 2013 Analizarea izotopilor marțiani a sugerat că planetele terestre s -ar fi putut forma atunci când discul protoplanetar era încă bogat în gaz, la aproximativ 10 milioane de ani de la nașterea sistemului solar. Aceasta a însemnat că planetele terestre ar fi putut fi cândva în rezonanță.
Pentru a examina ipoteza, autorii noului studiu au creat modele computerizate ale sistemului solar pentru sugari. Fiecare model a inclus două planete uriașe – Jupiter și Saturn – împreună cu patru lumi Rocky: Marte, Theia (Un obiect ipotetic de dimensiuni ale lui Marte a cărui coliziune cu Pământul timpuriu a format luna noastră), Pământul timpuriu (înainte de coliziunea Theia) și Venus. Mercur se crede că a fost creat de impacturi uriașe, astfel încât cercetătorii au exclus -o din simulări.
În toate modelele, echipa l-a plasat pe Saturn mai aproape de Jupiter decât în prezent și a avut lumile stâncoase să crească acumulând fie pietricele, fie blocuri de roci mai mari, de trilioane de tone. În majoritatea simulărilor, Venus, Earth, Theia și Marte au format un lanț rezonant 2: 3: 4: 6 în termen de un milion de ani de timp simulat.
Cercetătorii au efectuat apoi 13.200 de simulări ale potențialelor mișcări ale planetelor pe un interval de 100 de milioane de ani, având în vedere că remorcherile gravitaționale pe care fiecare planetă le-a exercitat asupra celorlalți. Cu toate acestea, la nota de 10 milioane de ani, cercetătorii l-au făcut pe Saturn să se deplaseze spre exterior „pentru a simula instabilitatea planetei uriașe”, Shuo Huanga declarat un doctorat la Universitatea Tsinghua și primul autor al studiului, a declarat Live Science prin e -mail.
Cercetătorii au descoperit că, pe baza parametrilor selectați, până la jumătate din simulări au creat din nou configurația curentă a planetelor terestre. Aceasta a inclus aspecte precum apariția unei singure coliziuni Theia-Earth și raportul de pe perioada orbitală 3.05: 1 din Venus și Marte-o relicvă a rezonanței lor din trecut.
În plus, concluziile sugerează că planetele formate în discul protoplantar plin de gaz, în primii 10 milioane de ani de la crearea sistemului solar, care este cu cel puțin 20 de milioane de ani mai vechi decât Modelele actuale prezic.
O planetă care ar putea confirma cât de vechi sunt lumile interioare stâncoase este Venus. Deoarece (spre deosebire de Pământ și Marte) nu a suferit niciun impact uriaș, autorii consideră că mantaua sa va reflecta originea sa antică. Și viitoarele misiuni ar putea colecta astfel de probe de manta, a spus Huang.
Rezultatele indică, de asemenea, că planetele gigantice exterioare își pot destabiliza enorm însoțitorii interiori. Autorii au spus că acest lucru poate explica de ce sistemele rezonante precum Trappist-1 nu au planete exterioare uriașe.
Noul studiu a fost publicat pe 18 iulie în Jurnalul astrofizic.