Блуждающий Юпитер объясняет нашу необычную солнечную систему

«Теперь, когда мы можем посмотреть на нашу собственную солнечную систему в контексте всех этих других планетарных систем, одна из самых интересных особенностей – отсутствие планет в орбите Меркурия», сказал Грегори Лафлин, преподаватель и председатель астрономии и астрофизики в Санта-Крузе UC и соавтора бумаги. «Стандартная проблема планетарная система в нашей галактике, кажется, ряд суперземель с тревожно короткими орбитальными периодами. Наша солнечная система все больше и больше походит на чудака».

Новая бумага объясняет не только «зияющее отверстие» в нашей внутренней солнечной системе, он сказал, но также и определенные особенности Земли и других внутренних скалистых планет, которые сформируются позже, чем внешние планеты от исчерпанной поставки формирующего планету материала.Лафлин и соавтор Константин Батигин исследовали последствия ведущего сценария для формирования Юпитера и Сатурна. В том сценарии, предложенном другой командой астрономов в 2011 и известном как «Великий Гвоздь», Юпитер сначала мигрировал внутрь к солнцу, пока формирование Сатурна не заставило его менять курс и мигрировать внешний к его текущему положению. Батигин, который сначала работал с Лафлином как студент в Санта-Крузе UC и является теперь доцентом планетарной науки в Калифорнийском технологическом институте, выполнил числовые вычисления, чтобы видеть то, что произойдет, если ряд скалистых планет с ближними орбитами сформировался до внутренней миграции Юпитера.

В то время вероятно, что скалистые планеты с глубокими атмосферами формировались бы близко к солнцу из плотного диска газа и пыли, на их пути к становлению типичными «суперземлями» как столь многие астрономы экзопланет нашли вокруг других звезд. Поскольку Юпитер двинулся внутрь, однако, гравитационные волнения с гигантской планеты охватят внутренние планеты (и меньший planetesimals и астероиды) на сплоченные, накладывающиеся орбиты, выделяя серию столкновений, которые разбили все возникающие планеты в части.«Это – то же самое, которое мы волнуем по поводу того, если спутники должны были быть разрушены в низкой околоземной орбите.

Их фрагменты начали бы врезаться в другие спутники, и Вы рискнете цепной реакцией столкновений. Наша работа указывает, что Юпитер создал бы просто такой каскад collisional во внутренней солнечной системе», сказал Лафлин.Получающиеся обломки тогда росли бы на солнце под влиянием сильного «встречного ветра» от плотного газа, все еще циркулирующего вокруг солнца. Входящая лавина разрушила бы любые недавно сформированные суперземли, ведя их на солнце.

Второе поколение внутренних планет сформировалось бы позже из исчерпанного материала, который был оставлен позади, согласовывался с доказательствами, что внутренние планеты нашей солнечной системы моложе, чем внешние планеты. Получающиеся внутренние планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – также менее крупный и имеет намного более тонкие атмосферы, чем иначе ожидалось бы, сказал Лафлин.

«Одно из предсказаний нашей теории – то, что действительно подобные Земле планеты, с твердыми поверхностями и скромными атмосферными давлениями, редки», сказал он.Охотники за планетой обнаружили хорошо более чем тысячу экзопланет, вращающихся вокруг звезд в нашей галактике, включая почти 500 систем с многократными планетами. Что появилось из этих наблюдений, поскольку «типичная» планетарная система – та, состоящая из нескольких планет с массами, несколько раз больше, чем Земля (названный суперземлями) двигание по кругу намного ближе к их звезде хозяина, чем Меркурий к солнцу. В системах с гигантскими планетами, подобными Юпитеру, они также имеют тенденцию быть намного ближе к их звездам хозяина, чем гигантские планеты в нашей солнечной системе.

Скалистые внутренние планеты нашей солнечной системы, с относительно малыми массами и тонкими атмосферами, могут оказаться довольно аномальными.По словам Лафлина, формирование гигантских планет как Юпитер несколько редко, но когда происходит, что гигантская планета обычно мигрирует внутрь и заканчивается на орбитальном расстоянии, подобном Земле. Только формирование Сатурна в нашей собственной солнечной системе задержало Юпитер и позволило Меркурию, Венера, Земля и Марс формироваться.

Поэтому другое предсказание бумаги – то, что системы с гигантскими планетами в орбитальные периоды больше, чем приблизительно 100 дней вряд ли приняли бы многократные ближние планеты, сказал Лафлин.«Этот вид теории, где сначала это произошло и затем это произошло, почти всегда неправильное, таким образом, я был первоначально скептически настроен», сказал он. «Но это на самом деле включает универсальные процессы, которые были экстенсивно изучены другими исследователями.

Есть много доказательств, которые поддерживают идею внутреннего Юпитера и затем внешняя миграция. Наша работа смотрит на последствия этого. ‘Великий Гвоздь Юпитера’, возможно, был ‘Великим Нападением’ на оригинальную внутреннюю солнечную систему».


Блог обо всем