Michigan Eyalet Üniversitesi'nden Seth Jacobson ve Çin ve Fransa'daki meslektaşları, Güneş Sistemi’mizin nasıl geliştiğine dair bir gizemi çözmeye yardımcı olabilecek yeni bir teori ortaya attılar.
Bulgular, Dünya gibi karasal gezegenlerin nasıl geliştiğinin yanı sıra beşinci bir gaz devi gezegenin 50 milyar mil uzakta gizlenme olasılığı için de sonuçlar doğuruyor.
Doğa Bilimleri Koleji'nin Dünya ve Çevre Bilimleri Bölümü'nde yardımcı doçent olan Jacobson “Güneş sistemimiz her zaman bugün olduğu gibi görünmedi. Tarihi boyunca gezegenlerin yörüngeleri kökten değişti” dedi.
27 Nisan 2022'de Nature dergisinde yayınlanan araştırma, diğer güneş sistemlerinde ve bizimkinde gaz devlerine ne olduğuna dair bir açıklama sunuyor.
Devasa, dönen kozmik gaz ve toz bulutları yıldızları doğurur. Erken Güneş Sistemi, Güneş’imiz ateşlendiğinde hala ilkel bir gaz diski ile doluydu ve gaz devleri de dahil olmak üzere gezegenlerin oluşumunda ve evriminde önemli bir rol oynadı.
20. yüzyılın sonlarında bilim insanları, gaz devlerinin başlangıçta Güneş'i düzgün, kompakt, eşit aralıklı yörüngelerde daire içine aldıklarına inanmaya başladılar. Bununla birlikte, Jüpiter, Satürn ve diğerleri uzun zamandır nispeten dikdörtgen, yanlış hizalanmış ve birbirinden ayrılan yörüngelere yerleşmişlerdir.
2005 Yılında, uluslararası bilim insanları ekibi bu konuda dönüm noktası olabilecek bir makalede bir cevap önerdi. Çözüm ilk olarak Fransa'nın Nice kentinde geliştirildi ve Nice modeli olarak biliniyor. Nice modeli, gezegenler arasında bir istikrarsızlık olduğunu, nihayetinde onları mevcut yörüngelerine yerleştiren kaotik bir yerçekimi etkileşimi kümesi olduğunu öne sürüyor.
Nice modeli önde gelen bir açıklama olmaya devam ediyor, ancak son 17 yılda bilim insanları Nice modelinin istikrarsızlığını neyin tetiklediği hakkında çalışmalar yaptılar.
Örneğin, başlangıçta gaz devi istikrarsızlığının, Güneş Sistemi’ni doğuran ilkel gaz diskinin dağılmasından yüz milyonlarca yıl sonra gerçekleştiği düşünülüyordu. Ancak Apollo misyonları tarafından alınan ay kayalarında bulunanlar da dahil olmak üzere yeni kanıtlar, bunun daha hızlı gerçekleştiğini gösteriyor. Bu da Güneş Sistemi hakkında yeni soruları gündeme getiriyor.
Çin'deki Zhejiang Üniversitesi'nden Beibei Liu ve Fransa'daki Bordeaux Üniversitesi'nden Sean Raymond ile birlikte çalışan Jacobson, istikrarsızlığın nasıl başladığıyla ilgili bir çözüm bulmaya yardımcı oldu. Ekip yeni bir tetikleyici önerdi.
Jacobson,” Yeni fikrimizin sahadaki birçok gerginliği gerçekten rahatlatabileceğini düşünüyorum çünkü önerdiğimiz şey, dev gezegen istikrarsızlığının ne zaman gerçekleştiğine çok doğal bir cevap " dedi.
Fikir, Raymond ve Jacobsen'in 2019'da yaptığı bir konuşma ile başladı. İlkel gaz diskinin buharlaşmasından dolayı gaz devlerinin mevcut yollarına yerleşmiş olabileceğini teorileştirdiler. Bu, gezegenlerin Güneş Sistemi’nin evriminde başlangıçta ortaya konan Nice modelinden çok daha erken nasıl yayıldığını ve belki de onları oraya itecek istikrarsızlık olmadan nasıl yayıldığını açıklayabilir.
Raymond,” Güneş sistemini açıklamak için dev gezegenlerin, disk dağıldıkça, belki de hiç dengesizleşmeden, muhtemelen bir 'geri tepme' etkisi ile yayılabileceği fikrini ortaya attık.”
Raymond ve Jacobsen daha sonra, bu geri tepme etkisi fikrine, yıldızlarına yakın yörüngede dönen gaz disklerinin ve büyük dış gezegenlerin (diğer güneş sistemlerindeki gezegenler) kapsamlı simülasyonları yoluyla öncülük eden Liu'ya ulaştı.
Liu,” Güneş sistemimizdeki durum biraz farklı çünkü Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün daha geniş yörüngelere dağılmış durumda. Gaz diski içten dışa dağılırsa sorunun çözülebileceğinin farkına vardık.” dedi.
Raymond, ekibin bu içten dışa dağılımın Nice model istikrarsızlığı için doğal bir tetikleyici sağladığını bulduğunu söyledi. ”Nice modelini yok etmek yerine güçlendirdik" dedi.
“Tüm güneş sistemleri bir gaz ve toz diskinde oluşuyor. Fakat Güneş nükleer yakıtını yakmaya başladığında, Güneş ışığı üretir, diski ısıtır ve sonunda içten dışa doğru üfler.”
Bu, Güneş merkezli gaz bulutunda büyüyen bir delik yarattı. Delik büyüdükçe, kenarı gaz devlerinin yörüngelerinin her birinden geçti. Bu geçiş, ekibin bilgisayar simülasyonlarına göre, çok yüksek olasılıkla gerekli dev gezegen istikrarsızlığına yol açıyor. Bu büyük gezegenleri mevcut yörüngelerine kaydırma süreci, Nice modelinin yüz milyonlarca yıllık orijinal zaman çizelgesine kıyasla da hızlı hareket ediyor.
Ekibin makalesi bunu vurgulamasa da Jacobson, çalışmanın Güneş Sistemi’mizle ilgili en popüler ve zaman zaman tartışmalı konularından birini gündeme getirdiğini ifade ederek, şu soruyu sordu: Sistemimizde kaç gezegen var?
Şu anda cevap sekiz, ancak erken Güneş Sistemi dört yerine beş gaz devine sahip olduğunda Nice modelinin biraz daha iyi çalıştığı ortaya çıktı. Modele göre, bu ekstra gezegen istikrarsızlık sırasında Güneş Sistemi’mizden atıldı ve bu da kalan gaz devlerinin yörüngelerini bulmalarına yardımcı oldu.
Bununla birlikte, 2015 yılında Caltech araştırmacıları, Güneş Sistemi’nde Güneş'ten yaklaşık 50 milyar mil uzakta, Neptün'den yaklaşık 47 milyar mil uzakta keşfedilmemiş bir gezegen olabileceğine dair kanıtlar buldular.
2023'ün sonuna kadar faaliyete geçmesi planlanan Vera Rubin Gözlemevi, eğer oradaysa Gezegen 9'u tespit edebilir.
Yapılan bu araştırmalar, Güneş Sistemi’mizin hala gizemler ve yapılması gereken keşiflerle dolu dinamik bir yer olduğunu bir kez daha gözler önüne seriyor.
Referans: Beibei Liu, Sean N. Raymond ve Seth A. Jacobson, 27 Nisan 2022, Nature tarafından” Gaz halindeki diskin dağılmasıyla tetiklenen erken Güneş Sistemi kararsızlığı".
DOI: 10.1038 / s41586-022-04535-1
https://scitechdaily.com/instability-at-the-beginning-of-the-solar-system-implications-for-mysterious-planet-9/