Uranovi čudni mjeseci možda su nastali nakon susreta s izgubljenim planetom

Sunčev sustav možda je nekoć imao još jedan divovski planet, ledeni svijet koji je u ranoj povijesti izbačen iz našeg planetarnog susjedstva. Nova studija objavljena u časopisu Icarus pokazuje da bi susreti s takvim izgubljenim planetom mogli objasniti zašto su Uranovi mjeseci toliko neobični i zašto današnji vanjski Sunčev sustav izgleda ovako uredno nakon burnog početka.

Prema računalnim simulacijama, sustavi mjeseca oko Jupitera i Urana imali su male izglede da prežive ranu gravitacijsku nestabilnost netaknuti. Kod Urana je ishod mogao biti posebno nasilan: stariji mjeseci mogli su se sudarati, raspadati u ledene krhotine, a zatim se iz tog materijala ponovno skupiti u nova tijela.

Planet koji je nestao iz Sunčevog sustava

Današnji vanjski Sunčev sustav čine četiri divovska planeta: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Ipak, modeli koji rekonstruiraju njegovu ranu povijest sve češće upućuju na to da današnji raspored nije početno stanje, nego završni ishod burnog preslagivanja planeta.

Prema nekim scenarijima, mladi Sunčev sustav nije imao četiri, nego pet ili čak šest divovskih planeta. Jedan ili dva dodatna svijeta poslije su izbačena nakon bliskih gravitacijskih susreta s drugim planetima.

Ako je takav izgubljeni planet doista postojao, ne bi bio sporedan detalj u povijesti Sunčevog sustava. Njegova gravitacija mogla je sudjelovati u događajima koji su promijenili putanje Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna. To razdoblje, poznato kao nestabilnost modela Nice, opisuje fazu u kojoj su se orbite divovskih planeta pomicale, mijenjale oblik i međusobno remetile prije nego što se sustav stabilizirao u današnjem rasporedu.

Za planete je to značilo novo orbitalno uređenje. Za njihove mjesece moglo je značiti razaranje

Uranovi mjeseci bili su izloženi najgorim posljedicama

Mjeseci oko divovskih planeta nisu mogli ostati po strani dok su se golemi planeti približavali jedni drugima. Bliski prolazak drugog diva mogao je promijeniti njihove putanje, izbaciti ih iz stabilnog gibanja ili ih poslati u međusobne sudare.

Kako bi provjerili koliko su takvi sustavi uopće mogli izdržati, istraživači su analizirali 122 računalne simulacije rane povijesti Sunčevog sustava. Te simulacije odabrane su iz mnogo većeg broja mogućih ishoda jer su uspjele reproducirati važne značajke današnjeg vanjskog Sunčevog sustava.

Modeli su pratili gravitacijske odnose između planeta, mjeseca, Sunca i prolaznih svemirskih stijena tijekom milijuna godina. Istraživači su testirali povijesti u kojima mladi Sunčev sustav počinje s pet ili šest divovskih planeta, a zatim jedan ili dva od njih gubi.

Rezultat je bio neugodan za ideju da su Jupiterovi i Uranovi mjeseci jednostavno mirno preživjeli od najranijih dana. Autori studije navode da je vjerojatnost preživljavanja sustava mjeseca oko Jupitera i Urana manja od 15 posto. Od svih ispitanih scenarija samo je jedan sačuvao izvorne planete i njihove mjesece zajedno.

Miranda možda nosi trag davnog razaranja

Uran se u simulacijama pokazao posebno ranjivim. Kada bi mu se drugi divovski planet previše približio, gravitacijski udar na sustav bio bi dovoljan da ozbiljno poremeti putanje njegovih mjeseca.

Najzanimljiviji ishod nije mogućnost da su ti mjeseci jednostavno izgubljeni. Simulacije pokazuju da u takvom kaosu mnogi od njih ne bi odletjeli u svemir, nego bi im se putanje presjekle. Sudari velikih brzina tada bi oko Urana stvorili širok prsten ledenih krhotina.

S vremenom se dio tog materijala mogao ponovno skupiti u nova tijela. Prema autorima studije, takav slijed događaja mogao bi objasniti nastanak Mirande, jednog od najneobičnijih Uranovih mjeseca.

Miranda je malena, ali geološki neobično složena. U okviru ove studije ona nije tek mjesec koji je preživio od najranijeg razdoblja Sunčevog sustava. Mogla bi biti tijelo nastalo nakon razaranja starijih Uranovih mjeseca, iz materijala koji je ostao zarobljen oko planeta

Uranovi mjeseci možda nose tragove dviju katastrofa

Nova studija dodatno učvršćuje sliku Urana kao planeta s burnom i nasilnom prošlošću. Prema autorima, njegovi su mjeseci vjerojatno doživjeli snažne poremećaje najmanje dvaput.

Prvi veliki poremećaj povezuje se s golemim udarom koji je nagnuo Uran i dao mu jednu od najneobičnijih orijentacija u Sunčevom sustavu. Drugi bi mogao biti posljedica nestabilnosti divovskih planeta, razdoblja u kojem su bliski susreti s drugim svjetovima mogli razbiti raniji sustav mjeseca i ostaviti materijal iz kojeg su se poslije oblikovala nova tijela.

Ako je taj scenarij točan, današnji Uranovi mjeseci nisu tek sačuvani ostaci prvog sustava koji je nastao oko planeta. Mogli bi biti mješavina preživjelih tijela, ponovno skupljenih ledenih krhotina i tragova više nasilnih događaja iz rane povijesti Sunčevog sustava.

Istraživači naglašavaju da simulacije ne mogu obuhvatiti svaku pojedinost. Za sudbinu pojedinih mjeseca bit će potrebni precizniji modeli, osobito za procese sudara i ponovnog skupljanja materijala. Ipak, studija daje jasan trag za rekonstrukciju Uranove prošlosti: planet koji je davno izbačen iz Sunčevog sustava možda se više ne može vidjeti, ali posljedice njegova prolaska mogle su ostati zapisane u mjesecima koji danas kruže oko Urana.

Ivan Petričević

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.