Gli investigatori orbite sono scesi in pista da tempo perduto il Sole del pianeta

Il Nostro sistema Solare è di scena l'età di 4,6 miliardi di anni. Изрытые crateri della superficie, di derivazione orbite dei pianeti e i flussi di detriti interplanetari è spazio equivalenti macchie di sangue, расплескавшейся sul muro, e le tracce di pneumatici удирающей con gridolini di macchina. Questi e altri indizi raccontano caotico inizio dell'esistenza della nostra famiglia planetaria. In queste prove sepolti e i nostri i fratelli perduti: tra cui il nono pianeta (no, non Plutone), che ha impresso gravitazionale scossa, che ha subito il nostro sistema Solare nella sua giovinezza.

Oggi l'esterno del sistema Solare è stato diviso tra i quattro giganti del mondo: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Dietro di loro si trova la cintura di Kuiper, un campo di ghiaccio di macerie, in cui sverminati e Plutone.

«Non è necessario essere indotti a credere che la parte esterna del sistema Solare è sempre stato così», dice David Несворны, планетолог southwest research institute di Boulder, Colorado, che il primo a parlare di pianeta-il fuggitivo nel 2011.

Dove si trova il nono pianeta?

Несворны — uno di quegli scienziati che cercano di capire come il sistema Solare si è evoluta nel loro primo paio di centinaia di milioni di anni. Utilizzando sofisticati modelli di computer, gli scienziati sono giunti alla storia, in cui i giovani del pianeta si sono formate relativamente vicino e poi si sono scambiati le disposizioni, periodicamente подныривая e saltando da un orbita all'altra. Queste simulazioni spiegano un sacco di piccoli dettagli su come i pianeti, gli asteroidi e le comete che orbitano attorno al sole di oggi.

Solo qui c'è un problema. La storia di solito finiva il fatto che Urano o Nettuno sono stati picchiati fuori del sistema Solare, ha scritto Несворны nel mese di settembre in Annual Review of Astronomy and Astrophysics.

Poiché Urano e Nettuno sono rimasti al loro posto — il veicolo spaziale, alla fine, ha visitato entrambi i pianeti — questo racconto non è molto складный. Ma il quinto pianeta gigante, come suggerito da molti, può essere scomparsa di un eroe di questo racconto e un giocatore importante della storia del nostro sistema Solare.

Fantasma pianeta

Per ricreare scene tempi antichi, gli astronomi si rivolgono al computer modelli per la generazione di migliaia di differenti sistemi solari, raccolti in migliaia di modi diversi. In righe di codice hanno stabilito le leggi della fisica e formazione di partenza di qualsiasi posizione dei pianeti, che si può solo immaginare. Gli scienziati definiscono la scena: il pianeta qui, un paio di asteroidi qui poi partono e danno alla natura di fare il suo lavoro. Dopo un paio di settimane nel mondo reale — milioni di anni in una simulazione — gli astronomi infine riluttanti a dare un'occhiata e vedere come si sente neonata sistema solare. Il più vicino alla realtà, tanto meglio.

Questo Несворны fatto nel 2009. Ha giocato virtuali con sistemi solari, cercando di trovare il modo migliore per salvare virtuale Urano e virtuale Nettuno da un tour virtuale nello spazio profondo.

Il Problema è Giove. Questo pianeta gigante delinquente, la gravità che può raggiungere i lontani limiti e ad espandersi, spingendo piccoli mondi e rimuovere i detriti. In più riusciti modelli di Giove e uno dei due pianeti esterni rimbalzano rimbalzare l'uno dall'altro e, infine, si stabilirono sulle loro attuali orbite. Ma questo è avvenuto solo nel 1% dei casi. In altre 99% dei casi Giove battuto Urano o Nettuno, tanto che hanno lasciato il sistema Solare e non tornarci mai piu'.

«Tutto questo è strano, perché sappiamo che Urano e Nettuno sono sopravvissuti», dice Несворны. Così ha continuato a costruire nuovi sistemi. Dopo un anno di innumerevoli tentativi di differenti scenari, ha iniziato ad aggiungere sacrificali del pianeta: gli altri pianeti, che sono stati distrutti, per salvare gli altri.

«lo ha lanciato questi simulazione per vedere cosa succede, non vedendoli troppo sul serio», dice Несворны. «Ma poi ho capito che ci può essere qualche verità». Ha trascorso circa 10 000 simulazioni, cambiando il numero di pianeti extra, loro posizioni iniziali e le masse in ogni caso.

Il miglior sceneggiatura — che riproduce il sistema Solare più simile al reale — include un pianeta, che si trovava tra originali le orbite di Saturno e Urano. Questo mondo è stato di circa la stessa massiccia, come Urano e Nettuno, o a 16 volte più massiccio della Terra. Questo pianeta potrebbe confondersi con l'orbita di Giove e di essere buttato fuori dal sistema Solare.

Ma le probabilità sono ancora scarse. Ripetute simulazioni tale installazione ha funzionato solo nel 5% dei casi. «L'attuale sistema Solare non è né un tipico, né il risultato atteso», ha scritto Несворны nel lavoro 2012, studiando questa idea, in collaborazione con i colleghi Alessandro Morbidelli dall'Osservatorio della costa Azzurra in Francia. Ma questo è stato un notevole miglioramento rispetto al 1% il livello di successo delle simulazioni, che comprendeva solo quattro pianeti giganti che conosciamo e amiamo oggi.

«Parlare dell'esistenza di un quinto pianeta gigante in realtà molto più facile di non parlare», dice Sean Raymond, планетолог dell'Università di Bordeaux in Francia. Anche se le prove in larga misura indiretto, «avere un altro, a quei tempi, sarebbe stato molto più senso.»

Può sembrare che questo è un po ' tirata per le orecchie. Come gli astronomi potrebbero sapere qualcosa su ciò che accade oltre 4 miliardi di anni fa? Come possono sapere qualcosa sui pianeti, che sono rimasti al momento attuale, per non parlare di quelli che non ci sono più? Si scopre che il pianeta lasciano le cicatrici di battaglia, cheplanetari investigatori possono cercare di leggere.

Interplanetaria macchie di sangue

«certamente Siamo sicuri che i pianeti si sono formati non dove sono ora», dice Nathan Каиб, планетолог University of Oklahoma in Norman.

Questa fiducia è apparso non molto tempo fa. Per gran parte della storia di star osservatori ritenevano che i pianeti si muovevano sempre in quelle orbite, che hanno. Ma all'inizio degli anni 1990, gli scienziati hanno capito che in questo scenario si perda qualcosa.

Una Volta oltre l'orbita di Nettuno si trova la cintura di Kuiper, una manciata di ghiaccio detriti che circonda il Sole. «E ' una macchia di sangue sul muro», dice Costantino Батыгин, планетолог California institute of technology.

La Posizione di oggetti della cintura di Kuiper ha portato gli scienziati a conclusione inevitabile: Nettuno dovuto formare più vicino al Sole di adesso. Molti degli oggetti della fascia di Kuiper abbattuti insieme in orbite concentriche, vagamente ricordano i solchi sui dischi. E non è qualcosa di casuale orbita — sono tutti strettamente legati all'orbita di Nettuno.

Prendiamo Plutone, il più famoso abitante della cintura di Kuiper. Lui e un paio di centinaia di suoi celebri compagni girano il Sole esattamente due volte ogni tre bypass commessi Nettuno. Altri flussi di interesse di Kuiper girano una volta ogni due giri di Nettuno, o quattro volte ogni sette.

Cintura di Kuiper alcun modo non poteva essere in questo movimento da solo. Se, tuttavia, Nettuno si è formato più vicino al Sole, e poi è uscito fuori, la sua gravità doveva funzionare come una rete, catturando nelle vicinanze interplanetaria relitto su questi particolari orbite ed eseguendo il loro muoversi in un certo modo.

Questo corrisponde ad alcuni моделированиям, che sono stati eseguiti dieci anni fa. La formazione dei pianeti è stato orribile spargimento di sangue, in cui in tutto il sistema Solare era sparso detriti. Tutti i frammenti, che si sono avvicinati troppo vicino al Nettuno, dovevano basta essere attratti dalla forza di gravità del pianeta. Perché ogni azione ha una reazione uguale ed opposta, ogni volta, quando Nettuno attirava il frammento, il pianeta отталкивалась in senso opposto al movimento di un frammento di direzione. Con il tempo di Nettuno lentamente scivolò via dal Sole.

La Migrazione di Nettuno ha influenzato e su altri pianeti giganti. Alla fine, Giove, Saturno e Urano вспахивали lo stesso campo di detriti e avuto a che fare con simili гравитациоными interazioni. Se Nettuno si muoveva, tutti questi giganti del pianeta sarebbe mosso.

E questo sarebbe chiaramente non un viaggio con il vento.

Macinazione Continua tutte queste macerie doveva modellare le orbite dei pianeti giganti in perfette allineati cerchi, proprio come l'argilla sul tornio lisciato forte la mano del vasaio. Ma atk non è successo. I pianeti giganti invece si muovono su orbite, che sono leggermente allungata e distorti. Se qualcuno si è schiantato in un cerchio, rovinando arrotondato vasi.

Rampante Giove

Nel 2005, gli scienziati hanno trovato il colpevole. I nuovi modelli hanno dimostrato che a un certo punto i pianeti giganti dovuto subire la cosiddetta «dinamica instabilità». In altre parole, tutto capovolto a testa in giù in un milione di anni. La fonte più probabile di questa катавасии doveva essere una serie di stretti passaggi tra Saturno e Urano o Nettuno — cioè, i giganti di ghiaccio — коорая mandato uno di questi mondi in direzione di Giove. Mentre si avvicina al pianeta gigante, gigante di ghiaccio gravitazionalmente pregiudicato di Giove, rallentandolo e spingendo in orbita bassa. Ma e Giove tanto tirato il pianeta si avvicina. Il gigante di ghiaccio, essendo molto più facile, mentre per quanto rallentamento di Giove, allontanandosi dal Sole.

Questa discussione era per il sistema Solare gravitazionale con un mixer. Giove saltò dentro, e gli altri pianeti esterni uscirono fuori. Questo colpo travisato orbita pianeti giganti e li ha fatti così come sono ora. Ha anche salvato il sistema Solare interno — Mercurio, Venere, Terra, Marte e la fascia degli asteroidi — di agitazione a causa di un lungo gravità dell'impatto di Giove e di Saturno. Tale problema si è verificato nelle precedenti simulazioni.

Questo ci porta alla rimozione di Urano o Nettuno. Proprio in questo momento nelle simulazioni Giove spesso getta gigante di ghiaccio dalla galassia.

Questo è il dilemma, che ha cercato di risolvere il Несворны, senza disturbare il resto nelle simulazioni, che davvero ha funzionato. Un ulteriore gigante di ghiaccio avrebbe preso su di sé la maggior parte della testa di Giove, consentendo di altri eventi di narrazione svolgersi gradualmente e senza soluzione di continuità.

«È assolutamente credibile», dice Батыгин. «Se si chiede se ci sia una qualche ragione per cui non ci dovrebbero essere due, e non tre di ghiaccio gigante, la risposta è: certo che no». In realtà, secondo lui, alcuni calcoli mostrano che inizialmente è stato creato per non più di cinque нептуноподобных mondi.

Батыгин e i suoi colleghi hanno studiato questo problema anche con Несворным, anche se le loro motivazioni erano diverse. «Ho voluto dimostrare che non c'è un ulteriore pianeta gigante che non può essere», ha detto.

Ha giudicato che questo presunto pianeta, passando dal sistema Solare, ha spezzato la parte della cintura di Kuiper, conosciuta come il freddo classica cintura. Se la cintura di Kuiper è una ciambella, dice Батыгин, freddo classico orario sarebbe stato il suo cioccolato ripieno è una famiglia di oggetti, le cui orbite sono quasi sullo stesso piano in una fascia di Kuiper. Passando pianeta colonia di questiorbita, ritengono Батыгин e i suoi colleghi.

Il Loro simulazioni al computer hanno dimostrato che questo non è accaduto. Inoltre, con loro grande sorpresa, scartato il pianeta non avrebbe distrutto freddo classica cintura. Questo non dimostra l'esistenza di un pianeta — dice solo che il Solare il pianeta funziona, come funziona, a prescindere dal fatto che è stata lei o no. Se questo pianeta lasciare più significativo firma? O, tornando all'analogia con la scena di un crimine, ci sono tracce di pneumatici? Несворны ritiene che potrebbe.

Traccia presa

C'è un'altra parte della cintura di Kuiper, detta nucleo, stretto flusso di frammenti di ghiaccio, le cui orbite attualmente non sono sincronizzati con нептуновой. L'origine del kernel — in un certo senso di mistero. Nel 2015 Несворны ha detto che potrebbe essere coinvolto salto in emigrazione Nettuno — causata emissioni del pianeta.

Quando Nettuno è andato per la sua ultima orbita e spazzato via il relitto con orbite, sincronizzati con la sua, un «colpo» al momento giusto potrebbe eseguire una parte di questi detriti come un flusso indipendente, «il nucleo». Simulazioni mostrano che la spinta gravitazionale, che ha costretto Giove saltare e spingere il pianeta, potrebbe accadere proprio al momento giusto per spostare Nettuno.

La Verità è che non possiamo mai sapere con certezza cosa è accaduto negli anni della formazione del sistema Solare. «Non possiamo scrivere la Bibbia del sistema Solare», dice Батыгин. «Solo vagamente delineare la sua storia».

Se il sistema Solare è davvero buttato uno di loro, è in buona compagnia. Negli ultimi anni, gli astronomi hanno scoperto un paio di pianeti erranti, che anche sono stati buttati fuori dalle loro case. Inoltre, i calcoli mostrano che nella galassia più vela pianeti Giove, che stelle.

Si tratta di miliardi di rifugiati. Il nostro fuggitivo, probabilmente, era delle dimensioni di Nettuno, e non sappiamo quanti altri come lui vaga per la galassia. Ma sappiamo che l'Universo è pieno di piccole cose, e le loro più grandi.

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