Astronomowie Carnegie Institute for Science uważają, że w czasach, gdy Układ Słoneczny dopiero się formował, znajdowała się w nim jeszcze jedna planeta – lodowy olbrzym, podobny do Urana i Neptuna. Badacze sądzą, że planeta ta została wyrzucona z naszego systemu planetarnego w wyniku oddziaływań grawitacyjnych.
Zespół naukowców kierowany przez Matta Clementa z Carnegie Institute for Science stworzył symulacje komputerowe, dzięki którym badacze uzyskali lepszą wiedzę na temat procesów, które uformowały nasz Układ Słoneczny. Symulacje wskazały, że na początku istnienia naszego systemu planetarnego znajdowała się w nim jeszcze jedna planeta, która została wyrzucona z układu.
Wyniki badań ukazały się w piśmie „Icarus”.
W młodości nasze Słońce, tak jak inne młode gwiazdy, było otoczone dyskiem gazu i pyłu. Z tego dysku, w ciągu milionów lat i niezliczonych zderzeń, malutkie fragmenty stawały się coraz większe, aż zaczęły przybierać formę planet. Planety początkowo krążyły wokół naszej gwiazdy w stosunkowo niewielkiej odległości, ale oddziaływania grawitacyjne między większymi obiektami zaburzyły ten układ, tworząc z czasem konfigurację, którą widzimy dzisiaj.
- Tylko w naszej galaktyce - Drodze Mlecznej - istnieją tysiące układów planetarnych. Okazuje się jednak, że układ planet w naszym systemie planetarnym jest dość nietypowy. Aby poznać historię Układu Słonecznego używamy modeli do inżynierii wstecznej i replikacji procesów formacyjnych. To trochę tak, jakbyśmy próbowali dowiedzieć się, co się stało w wypadku samochodowym po fakcie - jak szybko jechały samochody, w jakich kierunkach i tak dalej - powiedział Clement.
Clement i jego koledzy - John Chambers z Carnegie Institute for Science, Sean Raymond z University of Bordeaux, Nathan Kaib z University of Oklahoma, Rogerio Deienno z Southwest Research Institute i André Izidoro z Rice University - przeprowadzili 6000 symulacji komputerowych naszego Układu Słonecznego, by uzyskać jaśniejszy obraz tego, jak wyglądał w procesie formowania się, przed tymi wszystkimi interakcjami między planetami oraz jak przebiegała jego ewolucja. To ujawniło nieoczekiwane szczegóły dotyczące pierwotnych orbit planet, zwłaszcza Jowisza i Saturna.
Do tej pory uważano, że Jowisz w czasach swojej młodości, okrążał Słońce trzy razy na każde dwie ukończone orbity przez Saturna. Ale taki układ nie jest w stanie w zadowalający sposób wyjaśnić obecnej konfiguracji planet. Modele zespołu wykazały, że stosunek dwóch orbit Jowisza do jednej orbity Saturna, czyli taki jak dzisiaj, lepiej wyjaśnia obecną konfigurację w Układzie Słonecznym.
Jednak takie przedstawienie sprawy rodzi pytania dotyczące Urana i Neptuna. Uczeni już wcześniej ustalili, że te dwa lodowe olbrzymy nie narodziły się w miejscach, w których znajdują się obecnie. Koncepcja przedstawiająca proces formowania się planet zakłada, że taka odległość od gwiazdy, w jakiej dzisiaj znajdują się Uran i Neptun, uniemożliwiłaby powstanie planet, z powodu zbyt niskiej gęstość materii w dysku protoplanetarnym.
Wątpliwości te rozwiały symulacje. Model pokazał, że pozycje Urana i Neptuna zostały ukształtowane przez masę Pasa Kuipera - lodowego regionu na krawędziach Układu Słonecznego „zamieszkanego” przez planetoidy i planety karłowate, z których największą jest Pluton - oraz przez lodowego olbrzyma, która został wyrzucony z Układu Słonecznego.
Zdarzenie to, jak sądzą badacze, prawdopodobnie miało miejsce kilka miliardów lat temu, niedługo po uformowaniu się planet. Co się stało z wyrzuconą z naszego systemu planetą? Na to pytanie uczenie nawet nie próbowali odpowiedzieć. Być może jest to hipotetyczna Dziewiąta Planeta, o której co jakiś czas słychać i na istnienie której wskazują dziwne orbity obiektów znajdujących się za orbitą Neptuna.
Źródło: Carnegie Institute for Science, fot. Pablo Carlos Budassi/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 4.0
