Naučnici su testirali jedan od vodećih modela razvoja Sunčevog sistema i otkrili potencijalno ozbiljan problem koji dovodi u pitanje prethodna objašnjenja o porijeklu današnjeg rasporeda planeta.
Sunčev sistem je jedna od rijetkih konstanti u ljudskom iskustvu. Bez obzira na to šta se dešava na Zemlji, planete nastavljaju da kruže oko Sunca, formirajući predvidljive obrasce na nebu i krećući se u uređenom sistemu duž zajedničke orbitalne ravni.
Međutim, prema jednom od najšire prihvaćenih modela ranog razvoja Sunčevog sistema (Nicein model), naš dio galaksije je možda nekada sadržavao čak dvije dodatne planete. Umjesto današnja dva ledena diva, Urana i Neptuna, Sunčev sistem bi, prema ovoj hipotezi, mogao imati četiri takva svijeta. Međutim, nova istraživanja ukazuju na potencijalno ozbiljan problem u tom scenariju.
Simulacije perioda tokom kojeg su ove hipotetičke planete mogle biti izbačene iz Sunčevog sistema pokazale su da takav razvoj događaja podrazumijeva mnogo burniju prošlost za Uranove prirodne satelite nego što njihovo trenutno stanje sugerira.
Istraživanje pokazuje da priča o tome kako je Sunčev sistem dostigao svoju današnju stabilnost još uvijek nije u potpunosti shvaćena.
Tri moguća objašnjenja
“Ovi rezultati imaju tri potencijalne implikacije”, rekao je u naučnom radu tim istraživača predvođen astrofizičarom sa Univerziteta Johns Hopkins Matthewom Clementom. Prema njima, prva mogućnost je da su Uranovi sateliti tokom tog turbulentnog perioda bili destabilizovani do te mjere da su se nekoliko puta sudarili jedni s drugima.
Druga mogućnost je da trenutna verzija Modela treba biti revidirana. Treća mogućnost je da je “Sunčev sistem rezultat prilično nevjerovatnog razvoja nestabilnosti koji je podrazumijevao gotovo potpuno odsustvo bliskih susreta između Urana i drugih gigantskih planeta”, rekli su istraživači.
Teorija o haotičnom ranom Sunčevom sistemu
Naučnici vjeruju da je mladi Sunčev sistem bio mnogo haotičnije mjesto nego što je danas. Kako su se gigantske planete kretale kroz disk kosmičkog materijala, njihove gravitacijske interakcije mogle su destabilizirati cijeli vanjski dio Sunčevog sistema.
Kako bi objasnili ovaj gravitacijski haos, naučnici su 2005. godine razvili “Niceov model”.
U modernijim verzijama, ovaj model pretpostavlja da je Sunčev sistem u početku mogao imati jednog ili čak dva dodatna ledena diva. Svih šest glavnih planeta je potom migriralo sa svojih početnih položaja, uzrokujući nestabilnost u sistemu.
Četiri planete koje danas poznajemo kao vanjske divove na kraju su se smjestile u svoje trenutne orbite, dok su preostale dvije izbačene iz Sunčevog sistema.
Testiranje sudbine Uranovih i Jupiterovih mjeseca
“Niceov model” uspješno objašnjava nekoliko važnih karakteristika Sunčevog sistema, uključujući period poznat kao Kasno veliko bombardovanje , trenutnu arhitekturu sistema i veliku populaciju trojanaca na Jupiteru.
Međutim, Clement i njegove kolege željeli su testirati posljedice ovog modela na manjim skalama.
Istraživači su stoga proveli niz simulacija kako bi analizirali šta se dešava sa mjesecima Jupitera i Urana u dvije varijante Nicinog modela – jednoj sa dodatnim ledenim divom i drugoj sa dva takva tijela.
Tim je simulirao susrete na osnovu, kako kažu, “čitavog spektra” predloženih početnih uslova u vanjskom Sunčevom sistemu, koji je uključivao veći broj mogućih scenarija razvoja nego u prethodnim istraživanjima.
Ozbiljan problem za postojeći model
Rezultati su pokazali da je većina simulacija dovela do destabilizacije Uranovih mjeseca, uključujući sudare, izbacivanja i značajne promjene u njihovim putanjama.
Jupiterovi sateliti su se mnogo bolje snašli, ali održavanje mjesečevih sistema obje planete netaknutim u isto vrijeme pokazalo se izuzetno teškim.
Istraživači su pronašli samo jedan scenario u kojem su i Jupiterovi i Uranovi mjeseci konstantno doživljavali isti period nestabilnosti.
Prema nekim teorijama, naš Sunčev sistem je imao više planeta nego danas
Ako je Model tačan, ostaju dvije vodeće mogućnosti. Prva je da je Sunčev sistem prošao izuzetno nevjerovatnim evolucijskim putem koji je poštedio Jupiter i Uran ozbiljnih poremećaja. Druga je da je današnji sistem Uranovih mjeseca nastao kao rezultat sudara i jakih gravitacijskih poremećaja.
To bi značilo da je Uran bio izložen najmanje dva velika događaja – prvom koji ga je nagnuo na njegovoj neobičnoj osi rotacije i drugom koji je, prema Nietzscheovom modelu, poremetio njegov sistem satelita.
Model vjerovatno nije konačan.
Postoji i treća mogućnost – da je “Niceov model” nepotpun.
Istraživači ističu da ovo ne bi bilo veliko iznenađenje, s obzirom na to da se pokušava rekonstruirati događaji koji su se dogodili prije otprilike četiri milijarde godina.
“Vrlo je vjerovatno da nijedan od do sada objavljenih modela nestabilnosti ne sadrži precizan niz susreta potreban za potpunu reprodukciju svih aspekata Sunčevog sistema”, rekli su autori studije.
Dodaju: „Iako je svakako moguće da na sva četiri primordijalna sistema regularnih satelita u vanjskom Sunčevom sistemu nisu utjecali susreti s planetama, naši rezultati snažno ukazuju na to da to nije bio slučaj.“
Istraživači zaključuju da bi novi rezultati trebali podstaći buduća istraživanja koja će nastaviti ispitivati posljedice različitih scenarija za evoluciju Sunčevog sistema.
Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Ikarus (Icarus).
