Jupiter, Saturn, Uran i Neptun nisu oduvijek bili ondje gdje se danas nalaze. Prema novom prijedlogu istraživača iz Astrofizičkog laboratorija u Bordeauxu i Instituta za planetarne znanosti, rani Sunčev sustav mogao je proći kroz nasilno preslagivanje zbog bliskog susreta s lutajućim subzvjezdanim objektom u Sunčevoj mladosti.
Astronomi taj događaj nazivaju nestabilnošću divovskih planeta, prenosi Universe Today. Taj scenarij objašnjava niz ključnih obilježja Sunčeva sustava, uključujući Jupiterove koorbitalne asteroide, nepravilne satelite koji kruže oko divovskih planeta te orbitalnu strukturu Kuiperova pojasa i asteroidnog pojasa. Prema dokazima iz meteorita, vrijeme događaja izgleda rano, vjerojatno unutar 5 do 20 milijuna godina nakon nastanka Sunčeva sustava. Ono što je pokrenulo taj kaos, međutim, dugo je ostalo nejasno.
Simulacije susreta u zvjezdanom jatu
Sean Raymond i Nathan Kaib proveli su 3.000 računalnih simulacija kako bi provjerili mogu li bliski prolazi zvijezda destabilizirati mladi planetarni sustav. Sunce je nastalo unutar jata od stotina do tisuća zvijezda, što bliske susrete čini praktički neizbježnima. U svakoj simulaciji tim je krenuo od postavke u kojoj su divovski planeti u rezonantnom lancu koji bi, bez vanjskog poremećaja, ostao stabilan više od 100 milijuna godina. Zatim su takav sustav izložili jednom jedinom bliskom prolazu.
U simulacijama su se ispitivali prolazni objekti masa od jedne Jupiterove mase do 10 Sunčevih masa. Prolazi su bili zadani na udaljenostima između 1 i 1.000 astronomskih jedinica, uz brzine do 5 kilometara u sekundi. Najsnažniji prolazi iz sustava su izbacivali planete ili su njihove orbite dovodili u kaotično stanje, do te mjere da više nisu nalikovale današnjima. Najslabiji prolazi nisu imali mjerljiv učinak. No srednji raspon uvjeta stvarao je sustave koji u velikoj mjeri odgovaraju današnjem Sunčevu sustavu.
Uvjeti koji čuvaju Kuiperov pojas
Uspješni scenariji imali su zajedničke značajke. Prolazni objekt morao je biti razmjerno male mase, između 3 i 30 Jupiterovih masa, što ga smješta u kategoriju smeđih patuljaka ili slobodno lebdećih planeta. Također je morao proći unutar otprilike 20 astronomskih jedinica od Sunca, tako da izravno poremeti planetarni sustav, a ne samo vanjski disk. Samo 20 simulacija, manje od 1 posto uzorka, istodobno je dalo orbite divovskih planeta slične današnjima i očuvalo hladni klasični Kuiperov pojas, populaciju malih tijela čije netaknute orbite ograničavaju koliko je nasilno takvo drevno približavanje uopće moglo biti.
Izračun vjerojatnosti snažno ovisi o tome koliko je česta populacija slobodno plutajućih planeta i smeđih patuljaka male mase. Nedavna promatranja mladih zvjezdanih jata upućuju na to da su takvi objekti češći nego što predviđaju standardni modeli. Ako je njihov broj makar umjereno podcijenjen, primjerice za faktor četiri, vjerojatnost nestabilnosti pokrenute prolazom raste s otprilike 1 posto na 5 posto.
Znanstveni rad predlaže tako četvrti mogući okidač nestabilnosti divovskih planeta. Time se pridružuje scenarijima koji uključuju rasipanje plinskog diska, spontanu destabilizaciju i gravitacijske interakcije s vanjskim planetezimalnim diskom. Razlikovanje među tim mehanizmima i dalje je zahtjevno, osobito zato što bi se nestabilnosti pokrenute bliskim prolazom mogle odgoditi i za desetke milijuna godina nakon samog susreta.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
