Sunčev sistem je možda izgubio dve planete: Nova studija produbila misteriju o rasporedu planeta

Sunčev sistem predstavlja jednu od retkih konstanti u ljudskom iskustvu. Bez obzira na sve što se dešava na Zemlji, planete nastavljaju da kruže oko Sunca, formirajući predvidive obrasce na nebu i krećući se u uređenom sistemu duž zajedničke orbitalne ravni.

Međutim, prema jednom od najprihvaćenijih modela ranog razvoja Sunčevog sistema (Nice model), naš deo galaksije možda je nekada sadržao čak dve dodatne planete. Umesto današnja dva ledena giganta, Urana i Neptuna, Sunčev sistem je, prema toj hipotezi, mogao imati četiri takva sveta. Novo istraživanje, međutim, ukazuje na potencijalno ozbiljan problem u tom scenariju.

Simulacije perioda tokom kojeg su te hipotetičke planete mogle biti izbačene iz Sunčevog sistema pokazale su da takav razvoj događaja podrazumeva mnogo nasilniju prošlost Uranovih prirodnih satelita nego što njihovo sadašnje stanje sugeriše.

Istraživanje ukazuje da priča o tome kako je Sunčev sistem dostigao današnju stabilnost još uvek nije u potpunosti razjašnjena.

Tri moguća objašnjenja

„Ovi rezultati imaju tri potencijalne implikacije“, naveo je tim istraživača predvođen astrofizičarem Metjuom Klementom sa Univerziteta Džons Hopkins u naučnom radu. Prema njihovim rečima, prva mogućnost je da su Uranovi sateliti tokom tog turbulentnog perioda bili destabilizovani do te mere da su se međusobno sudarali više puta.

Druga mogućnost je da je sadašnja verzija Modela potrebna revizija. Treća mogućnost je da je „Sunčev sistem rezultat prilično malo verovatnog razvoja nestabilnosti koji je podrazumevao gotovo potpuno odsustvo bliskih susreta Urana sa drugim džinovskim planetama“, naveli su istraživači.

Teorija o haotičnom ranom Sunčevom sistemu

Naučnici smatraju da je mladi Sunčev sistem bio daleko haotičnije mesto nego što je danas. Dok su se džinovske planete kretale kroz disk kosmičkog materijala, njihove gravitacione interakcije mogle su da destabilizuju čitav spoljašnji deo Sunčevog sistema.

Kako bi objasnili taj gravitacioni haos, naučnici su 2005. godine razvili "Nice model".

U savremenijim verzijama, ovaj model pretpostavlja da je Sunčev sistem u početku mogao imati jednog ili čak dva dodatna ledena giganta. Svih šest velikih planeta potom su migrirale sa svojih početnih položaja, izazivajući nestabilnost u sistemu.

Četiri planete koje danas poznajemo kao spoljašnje gigante na kraju su se smestile u sadašnje orbite, dok su preostale dve bile izbačene iz Sunčevog sistema.

Testiranje sudbine Uranovih i Jupiterovih meseca

"Nice model" uspešno objašnjava više važnih karakteristika Sunčevog sistema, uključujući period poznat kao Kasno veliko bombardovanje, sadašnju arhitekturu sistema i veliku populaciju Jupiterovih trojanaca.

Međutim, Klement i njegove kolege želeli su da provere kakve posledice ovaj model ima na manjim razmerama.

Istraživači su zato sproveli seriju simulacija kako bi analizirali šta se dešava sa mesecima Jupitera i Urana u dve varijante Ničkog modela – jednoj sa dodatnim ledenim gigantom i drugoj sa dva takva tela.

Tim je simulirao susrete na osnovu, kako navode, „celokupnog spektra“ predloženih početnih uslova u spoljašnjem Sunčevom sistemu, čime je obuhvaćen veći broj mogućih razvojnih scenarija nego u prethodnim istraživanjima.

Ozbiljan problem za postojeći model

Rezultati su pokazali da je većina simulacija dovela do destabilizacije Uranovih meseca, uključujući sudare, izbacivanje iz orbite i značajne promene njihovih putanja.

Jupiterovi sateliti prošli su znatno bolje, ali se pokazalo da je izuzetno teško sačuvati netaknutim sisteme meseca obe planete istovremeno.

Istraživači su pronašli samo jedan scenario u kojem su i Jupiterovi i Uranovi sateliti dosledno preživljavali isti period nestabilnosti.

Ukoliko je Model tačan, ostaju dve vodeće mogućnosti. Prva je da je Sunčev sistem prošao kroz izuzetno malo verovatan evolutivni put koji je poštedeo Jupiter i Uran ozbiljnijih poremećaja. Druga je da je današnji sistem Uranovih meseca nastao kao posledica sudara i snažnih gravitacionih poremećaja.

To bi značilo da je Uran bio izložen najmanje dva velika događaja – prvom koji ga je nagnuo na njegovu neobičnu osu rotacije i drugom koji je, prema Ničkom modelu, poremetio njegov sistem satelita.

Model verovatno nije konačan

Postoji i treća mogućnost — da je "Nice model" nepotpun.

Istraživači ističu da to ne bi predstavljalo veliko iznenađenje, imajući u vidu da pokušava da rekonstruiše događaje koji su se odigrali pre oko četiri milijarde godina.

„Veoma je verovatno da nijedan od modela nestabilnosti koji su do sada objavljeni ne sadrži precizan niz susreta neophodan da se u potpunosti reprodukuju svi aspekti Sunčevog sistema“, naveli su autori studije.

Oni dodaju: „Iako je svakako moguće da sva četiri prvobitna sistema pravilnih satelita u spoljašnjem Sunčevom sistemu nisu bila pogođena planetarnim susretima, naši rezultati snažno ukazuju na to da to nije bio slučaj".

Istraživači zaključuju da bi novi rezultati trebalo da podstaknu buduća istraživanja koja će nastaviti da ispituju posledice različitih scenarija razvoja Sunčevog sistema.

Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Ikarus (Icarus).