Μαζική εξαφάνιση πλανητών στο ηλιακό μας σύστημα! Earth, neighbors weren’t the first rocky planets in the solar system

Νέα θεωρία αναφέρει ότι κάποτε υπήρχαν δεκάδες βραχώδεις πλανήτες που... εκδιώχθηκαν από τους μεγαλύτερους. The solar system may have once hosted several large rocky planets close to the sun, like Kepler 11 (illustrated) does, before Jupiter swept them away.

Μια νέα θεωρία αναφέρει ότι κάποτε στο ηλιακό μας σύστημα υπήρχαν δεκάδες βραχώδεις πλανήτες οι οποίοι εξοστρακίστηκαν από τους γίγαντες αερίου έξω από αυτό.

Τα σενάρια

This diagram shows the orbital distribution of extrasolar planets smaller than Jupiter that have been detected by the Kepler mission, in comparison to the orbits of Mercury, Venus, Earth, and Mars. Most of these extrasolar planets are much closer to their host stars than the innermost planets of our solar system are to the sun. (Credit: Batygin and Laughlin, PNAS)

Έχουν διατυπωθεί πολλές θεωρίες για την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος. Οι περισσότερες από αυτές συγκλίνουν στο ότι στην αρχική του μορφή το ηλιακό μας σύστημα ήταν εντελώς διαφορετικό από ότι σήμερα. Οι γίγαντες αερίου (Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας) ήταν πολύ πιο κοντά στο Ήλιο και υπήρχαν και υπήρχαν και κάποιοι ακόμη μικρότεροι πλανήτες. Η κάθε θεωρία προβάλει και διαφορετικό αριθμό πλανητών πέραν των τεσσάρων αέριων γιγάντων.

‘Ομως όλες αυτές οι θεωρίες συμφωνούν πως η κίνηση των τεσσάρων γιγάντων αερίου και οι βαρυτικές τους έλξεις και αλληλεπιδράσεις είτε εξοστράκισαν κάποιους από τους άλλους πλανήτες είτε τους υποχρέωσαν να συγκρουστούν μεταξύ τους και να καταστραφούν. ‘Ολες οι θεωρίες επίσης συμφωνούν ότι αυτή η χαοτική κατάσταση που επικράτησε στην πρώτη περίοδο ύπαρξης του ηλιακού μας συστήματος ισορρόπησε με την μετακίνηση των τεσσάρων γιγάντων αερίου στις θέσεις που βρίσκονται σήμερα.

Όταν οι τέσσερις γίγαντες αερίου εγκαταστάθηκαν στα σημεία που βρίσκονται σήμερα σύμφωνα με κάποιες θεωρίες έγινε εφικτός ο σχηματισμός των εσωτερικών βραχωδών πλανητών από τα εναπομείναντα υλικά του δίσκου κοσμικής ύλης γύρω από τον νεαρό Ήλιο. Μια πρόσφατη θεωρία διαφοροποιείται αναφέροντας ότι Άρης, Αφροδίτη, Ερμής και η Γη δημιουργήθηκαν από τα υλικά που προέκυψαν από τις συγκρούσεις της πρώτης γενιάς πλανητών που προαναφέραμε.

Η νέα θεωρία

Νέα θεωρία αναφέρει ότι κάποτε υπήρχαν δεκάδες βραχώδεις πλανήτες που... εκδιώχθηκαν από τους μεγαλύτερους. This snapshot from a new simulation depicts a time early in the solar system's history when Jupiter likely made a grand inward migration (here, Jupiter's orbit is the thick white circle). As it moved inward, Jupiter picked up primitive planetary building blocks, or planetesimals, and drove them into eccentric orbits (turquoise) that overlapped the unperturbed part of the planetary disk (yellow), setting off a cascade of collisions that would have ushered any interior planets into the sun. Credit: K.Batygin/Caltech

Την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος αποφάσισαν να μελετήσουν άλλοι δύο επιστήμονες. Ο Νέιθαν Κέιμπ, του Κέντρου Αστροφυσικών Ερευνών CIERA του αμερικανικού Πανεπιστημίου Northwestern University και ο Τζον Τσέιμπερς του Τμήματος Επίγειου Μαγνητισμού του Ινστιτούτου Carnegie στην Ουάσιγκτον σχεδίασαν και «έτρεξαν» χιλιάδες προσομοιώσεις. Τα αποτελέσματα αυτών των προσομοιώσεων ανέδειξαν πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία. Ένα πολύ ενδιαφέρον δεδομένο που προέκυψε είναι ότι οι τέσσερις γίγαντες αερίου εγκαταστάθηκαν στα σημεία που βρίσκονται σήμερα πριν σχηματιστεί η Γη.

Το δεύτερο ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι εκτός από τους τέσσερις γίγαντες αερίου στο πρώιμο ηλιακό σύστημα είχαν δημιουργηθεί όχι ένας όχι δύο όχι πέντε αλλά δεκάδες βραχώδεις πλανήτες μικρού μεγέθους παρόμοιου με αυτό του Άρη ή της Γης! Σύμφωνα με τους ερευνητές οι βαρυτικές δυνάμεις των τεσσάρων γιγάντων αερίου οδήγησαν το σύνολο αυτών των πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα.

Οι ερευνητές στο άρθρο τους στην υπηρεσία διαδικτυακών προδημοσιεύσεων Arxiv πάντως δεν δίνουν μια εξήγηση για την ύπαρξη της Γης και των άλλων βραχωδών πλανητών του ηλιακού μας συστήματος από την στιγμή που αποκλείουν την πιθανότητα συγκρούσεων κάποιων εκ των βραχωδών πλανητών που σύμφωνα με τις προσομοιώσεις τους προϋπήρξαν.

Προϊόν συγκρούσεων και ο Καυτός Δίας;

It's like something out of an interplanetary chess game. Astrophysicists have found that a close encounter with Jupiter about four billion years ago may have resulted in another planet's ejection from the Solar System altogether. Don't be fooled by Jupiter's romantic exterior, warn researchers. Credit: Image courtesy NASA/JPL/Space Science Institute

Στην υπηρεσία διαδικτυακών προδημοσιεύσεων Arxiv ταυτόχρονα με τη νέα θεωρία για τον σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος δημοσιεύεται και μια ενδιαφέρουσα θεωρία για τον σχηματισμό των πλανητών που έχουν γίνει ευρύτερα γνωστοί με τον όρο «Καυτός Δίας». Καυτός Δίας ή αλλιώς Θερμός Δίας είναι ονομασία εξωηλιακής κατηγορίας μεγάλων πλανητών αερίου με μάζα περίπου παρόμοια η μεγαλύτερη του Δία. Οι πλανήτες αυτοί έχουν πολύ υψηλή θερμοκρασία επειδή κινούνται σε πολύ κοντινή απόσταση από το μητρικό του άστρο. Μάλιστα αυτοί ήταν οι πρώτοι πλανήτες που εντοπίστηκαν μακριά από το ηλιακό μας σύστημα.

Jupiter is thought to have migrated inward toward the sun before retreating to its current position in the solar system. (Photo credit: NASA/Cassini)

Οι πρώτοι εξωηλιακοί πλανήτες που ανακαλύφτηκαν ανήκουν σε αυτήν την κατηγορία πλανητών. Ο Αάρον Μπόλει, του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας στο Βανκούβερ του Καναδά υποστηρίζει ότι μπορεί οι γίγαντες αερίου να υποχρεώνουν μικρότερους πλανήτες να συγκρούονται μεταξύ τους όμως και εκείνοι είναι προϊόντα τέτοιων συγκρούσεων. Σύμφωνα με τον ερευνητή νεαροί σε ηλικία πλανήτες συγκρούονται και από αυτές τις συγκρούσεις σχηματίζεται ο πυρήνας ενός Καυτού Δία.

Πηγές: U-C Santa Cruz: Wandering Jupiter accounts for our unusual solar system.
Caltech: New Research Suggests Solar System May Have Once Harbored Super-Earths.
ScienceNews: Earth, neighbors weren’t the first rocky planets in the solar system.