Сунчев систем је можда изгубио две планете: Нова студија продубила мистерију о распореду планета

Сунчев систем представља једну од ретких константи у људском искуству. Без обзира на све што се дешава на Земљи, планете настављају да круже око Сунца, формирајући предвидиве обрасце на небу и крећући се у уређеном систему дуж заједничке орбиталне равни.

Међутим, према једном од најприхваћенијих модела раног развоја Сунчевог система (Nice model), наш део галаксије можда је некада садржао чак две додатне планете. Уместо данашња два ледена гиганта, Урана и Нептуна, Сунчев систем је, према тој хипотези, могао имати четири таква света. Ново истраживање, међутим, указује на потенцијално озбиљан проблем у том сценарију.

Симулације периода током којег су те хипотетичке планете могле бити избачене из Сунчевог система показале су да такав развој догађаја подразумева много насилнију прошлост Уранових природних сателита него што њихово садашње стање сугерише.

Истраживање указује да прича о томе како је Сунчев систем достигао данашњу стабилност још увек није у потпуности разјашњена.

Три могућа објашњења

„Ови резултати имају три потенцијалне импликације“, навео је тим истраживача предвођен астрофизичарем Метјуом Клементом са Универзитета Џонс Хопкинс у научном раду. Према њиховим речима, прва могућност је да су Уранови сателити током тог турбулентног периода били дестабилизовани до те мере да су се међусобно сударали више пута.

Друга могућност је да је садашња верзија Модела потребна ревизија. Трећа могућност је да је „Сунчев систем резултат прилично мало вероватног развоја нестабилности који је подразумевао готово потпуно одсуство блиских сусрета Урана са другим џиновским планетама“, навели су истраживачи.

Теорија о хаотичном раном Сунчевом систему

Научници сматрају да је млади Сунчев систем био далеко хаотичније место него што је данас. Док су се џиновске планете кретале кроз диск космичког материјала, њихове гравитационе интеракције могле су да дестабилизују читав спољашњи део Сунчевог система.

Како би објаснили тај гравитациони хаос, научници су 2005. године развили "Nice model".

У савременијим верзијама, овај модел претпоставља да је Сунчев систем у почетку могао имати једног или чак два додатна ледена гиганта. Свих шест великих планета потом су мигрирале са својих почетних положаја, изазивајући нестабилност у систему.

Четири планете које данас познајемо као спољашње гиганте на крају су се сместиле у садашње орбите, док су преостале две биле избачене из Сунчевог система.

Тестирање судбине Уранових и Јупитерових месеца

"Nice model" успешно објашњава више важних карактеристика Сунчевог система, укључујући период познат као Касно велико бомбардовање, садашњу архитектуру система и велику популацију Јупитерових тројанаца.

Међутим, Клемент и његове колеге желели су да провере какве последице овај модел има на мањим размерама.

Истраживачи су зато спровели серију симулација како би анализирали шта се дешава са месецима Јупитера и Урана у две варијанте Ничког модела – једној са додатним леденим гигантом и другој са два таква тела.

Тим је симулирао сусрете на основу, како наводе, „целокупног спектра“ предложених почетних услова у спољашњем Сунчевом систему, чиме је обухваћен већи број могућих развојних сценарија него у претходним истраживањима.

Озбиљан проблем за постојећи модел

Резултати су показали да је већина симулација довела до дестабилизације Уранових месеца, укључујући сударе, избацивање из орбите и значајне промене њихових путања.

Јупитерови сателити прошли су знатно боље, али се показало да је изузетно тешко сачувати нетакнутим системе месеца обе планете истовремено.

Истраживачи су пронашли само један сценарио у којем су и Јупитерови и Уранови сателити доследно преживљавали исти период нестабилности.

Уколико је Модел тачан, остају две водеће могућности. Прва је да је Сунчев систем прошао кроз изузетно мало вероватан еволутивни пут који је поштедео Јупитер и Уран озбиљнијих поремећаја. Друга је да је данашњи систем Уранових месеца настао као последица судара и снажних гравитационих поремећаја.

То би значило да је Уран био изложен најмање два велика догађаја – првом који га је нагнуо на његову необичну осу ротације и другом који је, према Ничком моделу, пореметио његов систем сателита.

Модел вероватно није коначан

Постоји и трећа могућност — да је "Nice model" непотпун.

Истраживачи истичу да то не би представљало велико изненађење, имајући у виду да покушава да реконструише догађаје који су се одиграли пре око четири милијарде година.

„Веома је вероватно да ниједан од модела нестабилности који су до сада објављени не садржи прецизан низ сусрета неопходан да се у потпуности репродукују сви аспекти Сунчевог система“, навели су аутори студије.

Они додају: „Иако је свакако могуће да сва четири првобитна система правилних сателита у спољашњем Сунчевом систему нису била погођена планетарним сусретима, наши резултати снажно указују на то да то није био случај".

Истраживачи закључују да би нови резултати требало да подстакну будућа истраживања која ће наставити да испитују последице различитих сценарија развоја Сунчевог система.

Резултати истраживања објављени су у научном часопису Икарус (Icarus).