האם מערכת השמש החיצונית עוצבה על ידי תנועה מהממת?

הרעיון של האמן למערכת סולארית חדשה המתהווה מתוך דיסק של גז ואבק. תמונה דרך מכון קלטק / מכון מקס פלאנק של נאס"א.

איך נדע כיצד נולדה מערכת השמש שלנו? אסטרונומים מסתכלים כלפי חוץ לראות מערכות סולריות אחרות בתהליך היווצרות. הם גם משתמשים בכלי האסטרונומיה המודרנית - פיסיקה ומחשבים בעלי יכולת גבוהה - כדי ליצור תרחישים אפשריים להיווצרות השמש, האדמה שלנו וכוכבי לכת אחרים בסביבה. ואז הם מסתכלים קרוב יותר לבית, מנסים לראות אם דגמי המחשב שלהם תואמים את מה שנצפה במערכת השמש שלנו. באופן זה, לאורך עשרות שנים, אסטרונומים בנו את התרחיש של מערכת השמש שלנו המתפתח מדיסק של גז ואבק בחלל. אך הדוגמניות, כמובן, לעולם אינן תואמות את המציאות במדויק .

תעלומה אחת הייתה שהמסה המצטברת של כל העצמים שמעבר לנפטון - במה שמכונה חגורת קויפר - קטנה בהרבה מהצפוי. בנוסף, הגופות שם בדרך כלל מסלוליות נוטות, אקסצנטריות, בניגוד למסלולי כוכבי הלכת הגדולים, שכולם פחות או יותר במישור יחיד, וכמעט עגולים יותר. החודש הציגו סוזן פלזנר ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה בבון, גרמניה, ועמיתיה מחקר חדש - המבוסס על דוגמנות מחשבים - והראה כי טיסה קרובה של כוכב שכנה - שעל פי מודל זה, אולי קרה לפני מיליארדי שנים, כאשר מערכת השמש שלנו התהוותה - יכולה להסביר כמה מתעלומות אלה. זה יכול להסביר הן את מיעוט העצמים שנצפתה בחלק החיצוני של מערכת השמש והן את מסלוליו האקסצנטריים, המשופעים של אותם עצמים.

מה שכן, עבודה חדשה זו מראה כי גופים רבים נוספים הנוטים בנטיות גבוהות עדיין ממתינים לגילוי, ואולי כולל כוכב לכת X המוצב לעיתים.

כתב העת Astrophysical Journal שנבדק על ידי עמיתים פרסם ממצאים אלה ב- 9 באוגוסט 2018. פלזנר אמר בהצהרה:

הקבוצה שלנו בוחנת כבר שנים את מה שמטוסים יכולים לעשות למערכות פלנטאריות אחרות, בלי לקחת בחשבון שאנחנו באמת יכולים לחיות ממש במערכת כזו. היופי של מודל זה טמון בפשטותו.

ההצהרה ממשיכה ואומרת:

התרחיש הבסיסי של היווצרות מערכת השמש ידוע זה מכבר: השמש שלנו נולדה מתוך ענן מתמוטט של גז ואבק. בתהליך נוצר דיסק שטוח בו לא רק צמחו כוכבי לכת גדולים אלא גם עצמים קטנים יותר כמו האסטרואידים, כוכבי הלכת הגמדים וכו '. בגלל שטוח הדיסק ניתן היה לצפות כי כוכבי הלכת יסתובבו במישור יחיד אלא אם כן קרה משהו דרמטי אחר כך. כשמסתכלים על מערכת השמש ממש למסלול של נפטון הכל נראה בסדר: רוב כוכבי הלכת נעים על מסלול מעגלי למדי והנטייה שלהם מסלולית משתנה רק במעט. עם זאת, מעבר לנפטון הדברים נעשים מבולגנים מאוד. הפאזל הגדול ביותר הוא כוכב הלכת הגמדי סדנה, שנע על מסלול נוטה, אקסצנטרי ביותר ונמצא כל כך רחוק בחוץ, עד שלא היה יכול להתפזר על ידי כוכבי הלכת שם.

רק מחוץ למסלולו של נפטון קורה דבר מוזר אחר. המסה המצטברת של כל העצמים צונחת באופן דרמטי כמעט בשלושה סדרי גודל. זה קורה באותו מרחק בערך שבו הכל נעשה מבולגן. זה אולי מקרי, אך צירופי מקרים כאלה נדירים בטבע.

סוזן פפלזנר וחבריה לעבודה מציעים שכוכב התקרב לשמש בשלב מוקדם, גניבה רוב החומר החיצוני מהשמש הדיסק הפרוטופלאטרי של השמש וזורק את מה שנשאר לנטייה ו מסלולי אקסצנטרי. בביצוע אלפי הדמיות ממוחשבות, הם בדקו מה יקרה כשכוכב יעבור קרוב מאוד ויבקע את הדיסק שהיה גדול יותר פעם. התברר שההתאמה הטובה ביותר להיום המערכות הסולאריות החיצוניות מגיעות מכוכב מסובך שהיה בעל אותה מסה כמו השמש או בהיר יותר (0.5-1 מסות שמש) ועף על פני כשלוש פעמים המרחק של נפטון .

קרא עוד ממכון מקס פלאנק

אסטרונומים אלה מציינים כי כיום, טיסות-על של שני כוכבים באזורנו בגלקסיית שביל החלב נדירות ביותר. עם זאת, ההצהרה ממשיכה:

... כוכבים כמו השמש שלנו נולדים בדרך כלל בקבוצות גדולות של כוכבים ארוזים הרבה יותר בצפיפות. לפיכך, מעופפים קרובים היו נפוצים משמעותית בעבר הרחוק. על ידי ביצוע סימולציות מסוג אחר, הצוות מצא כי קיים סיכוי של 20 עד 30 אחוז לחוות תנופה במהלך מיליארד השנים הראשונות לחיי השמש.

גרפיקה זו מציגה תרחיש הדמיה לכוכב בעל מסה סולארית של 0.5 שמש - שהתקרב לשמש הקדומה כמו 100 יחידות אסטרונומיות - פי 100 ממרחק כדור הארץ, או פי 3 מהמרחק בין השמש לנפטון. תמונה דרך ש 'פלצנר / כתב העת Astrophysical / מכון מקס פלאנק.

בשורה התחתונה: דוגמנות מחשבים בהובלת סוזן פפלזנר ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה ברדיו בבון, גרמניה, מציעה כי לפני מיליארדי שנים - כוכב נסחף ליד, גונב חלק מחומר השמש שלנו ויצר מסלוליו המוזרים של חפצי חגורת קויפר .

מערכת סולארית חיצונית המעוצבת על ידי מעופף מהממים?

דרך מכון מקס פלאנק