Фото: Space
Трохи уповільнивши зростання планетоїдів, учені дали їм можливість провзаємодіяти гравітаційно, і в результаті всі, крім пари найбільших, виявилися викинені з площини Сонячної системи
Астрономи отримали разюче точну модель зовнішньої Сонячної системи.
Американські учені заявили, що відповіли на питання, чому в Сонячній системі так мало гігантських планет, тим самим вирішивши важливу проблему влаштування системи, адже попередні теорії, що описують формування планет - газових гігантів, під час моделювання приводили до появи їх у великій кількості.
Проте в новій моделі їх рівно дві: аналог Юпітера і аналог Сатурна. Результати дослідження опубліковано в журналі The Nature.
У науковому середовищі вважається, що більше 4,5 млрд років тому молоде Сонце швидко - за кілька мільйонів років - поглинуло левову частку матерії газопилового диска, і газові гіганти Юпітер і Сатурн повинні були встигнути сформуватися ще до цього часу.
Над поверхнею Сонця виникла "Ейфелева вежа" неймовірних розмірів
При цьому "зародками" для них могли послужити тверді планетоїди масами близько кількох десятків мас Землі, вони швидко притягували речовину, нарощуючи свої величезні газові оболонки. Але як утворилися ці "зародки" з найдрібніших піщинок і пилу?
Важливу роль на перших етапах відігравали електромагнітні сили: наелектризовані порошинки притягувалися і злипалися, утворюючи грудки розмірами близько до метра. Проте далі цей механізм працювати не міг.
Як показало комп'ютерне моделювання, від грудок такого розміру кожне зіткнення з новою порошиною забирає більше речовини, ніж залишає. Не робить великого впливу і гравітація, чий внесок стає основним для тіл розмірами близько кількох сотень кілометрів. "Перестрибнути" від метрових зародків майбутніх планет-гігантів до багатокілометрових астрономам довго не вдавалося.
Десять відкриттів міжпланетної станції Cassini
Учені запропонували картину, в якій зростання таких грудок відбувається під час зустрічі з іншими грудками, що у величезній кількості рухаються в газопиловій хмарі. Проте моделювання показало, що такий процес повинен працювати навіть занадто ефективно, приводячи до появи десятків, а то й сотень великих зародків-планетоїдів.
У новій інтерпретації цієї ідеї Хал Лівайсон з колегами лише злегка змінив параметри взаємодії невеликих грудок - і, запустивши складне обрахування, отримали на виході разюче точну модель зовнішньої Сонячної системи.
Трохи уповільнивши зростання планетоїдів, учені дали їм можливість провзаємодіяти гравітаційно, і в результаті все, крім пари найбільших, виявилися викинені з площини Сонячної системи. Виокремившись, великі планетоїди змогли швидко наростити необхідну масу.
"Ми можемо розпочати з простого протопланетного диска, з простої фізики і відтворити появу зовнішніх областей Сонячної системи, - говорить Хал Лівайсон. - Такого не робив ще ніхто."
Учені "прогнали" модель кілька разів, отримуючи в результаті тільки два газових гіганти на відстані 5-15 а.о. від Сонця (орбіти Юпітера і Сатурна віддалені на 5,2 і 9,6 а.о. відповідно). Вдобавок до них з'являлися і кілька крижаних гігантів на зразок Урана і Нептуна на належних їм орбітах, а ще далі, в поясі Койпера, великих планет не формувалося взагалі. Що й потрібно було довести.
Раніше NASA показало детальне фото крижаного супутника Сатурна.