Sistemul Solar ar fi avut, în trecutul său îndepărtat, 10 planete. Unde au dispărut cele două

Un nou studiu în care oamenii de știință au analizat orbitele celor opt planete ale Sistemului Solar, inclusiv sateliții lor naturali, arată că în trecutul îndepărtat acesta ar fi putut număra 10 planete. Două planete telurice gigantice s-ar fi aflat pe orbite apropiate de Uranus și Neptun, dar au fost în cele din urmă expulzate în spațul interstelar, relatează Agerpres. 

Studiul a fost publicat în revista Icarus, transmite miercuri Live Science. Oamenii de știință au comparat peste 100 de simulări ale istoriei timpurii a vecinătăţii noastre cosmice și au dedus că este posibil să fi existat odată două planete gigantice suplimentare care se învârteau pe orbite în Sistemului Solar exterior, ajutând la remodelarea orbitelor celorlalte planete înainte de a fi în cele din urmă expulzate în spaţiul interstelar.

La începuturile sale, Sistemul Solar era în continuă remodelare. O rearanjare drastică, numită „instabilitatea planetelor gigantice”, ar fi putut cauza migrarea planetelor gigantice - Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun - din poziţiile lor iniţiale, ajungând mai departe de Soare.

Această migraţie, propusă pentru prima dată în 2005 de astronomii din Nisa, Franţa, ca parte a „Modelului de la Nisa”, a început probabil din cauza unor întâlniri şi/sau ciocniri dintre planete şi blocuri de construcţie planetară rămase, numite planetesimale.

În plus, modificările propuse în 2011 au sugerat că ar fi putut exista o a cincea planetă gigantică ale cărei întâlniri gravitaţionale cu vecinii săi au alungat-o în cele din urmă din vecinătatea noastră cosmică.

Cu toate acestea, astronomii nu ştiu prea multe despre această planetă dispărută. Pentru a afla mai multe, noul studiu „a testat sistematic efectele întâlnirilor apropiate dintre planete gigantice asupra stabilităţii orbitale a sateliţilor lor”, a declarat pentru Live Science într-un e-mail Matthew Clement, cercetător ştiinţific la Laboratorul de Fizică Aplicată al Universităţii Johns Hopkins (Baltimore, SUA) şi primul autor al studiului.

Pentru analiza lor, cercetătorii au apelat la modele computerizate ale Sistemului Solar exterior timpuriu. Fiecare model a urmărit traiectoriile planetelor gigantice şi ale unei mii de planetesimale pe o perioadă de 20 de milioane de ani.

Dintr-o bază de date construită anterior cu 100.000 dintre aceste modele, echipa a identificat un subset mai mic de 122 de simulări cu configuraţii finale în mare parte similare cu cele ale planetelor gigantice actuale.

Aproximativ două cincimi din simulările acestui subset au început cu cinci planete gigantice, în timp ce restul au început cu şase. Apoi, echipa a „reluat” aceste secvenţe de întâlnire ale planetelor gigantice, şi cu sateliţii la locul lor, conform lui Clement.

Simulările au arătat că planeta (sau planetele) gigantică suplimentară a fost împinsă de la un vecin la altul, până când a fost expulzată din sistem.

Un rezultat neașteptat

Dar simulările au dezvăluit şi un rezultat neaşteptat: sateliţii lui Jupiter au rămas stabili în mare parte în simulările cu doi giganţi de gheaţă suplimentari, în timp ce sateliţii lui Uranus au rămas stabili în cele cu o singură planetă gigantică suplimentară. Cu alte cuvinte, sateliţii lui Jupiter şi ai lui Uranus par să fi fost conservaţi în evenimente separate - un rezultat pe care cercetătorii l-au considerat surprinzător.

Oamenii de ştiinţă au observat că trei dintre sateliţii mari ai lui Jupiter - Io, Europa şi Ganimede - există astăzi într-o rezonanţă complexă de 1:2:4. Cu alte cuvinte, Io completează patru orbite în jurul lui Jupiter pentru fiecare două orbite ale Europei şi una a Ganimede. Un astfel de dans delicat echilibrat sugerează că sateliţii lui Jupiter au rămas în mare parte neatinşi de când s-au format şi, prin urmare, favorizează existenţa a două planete gigantice de gheaţă suplimentare, au spus cercetătorii.

În timp ce orbitau între giganţii gazoşi şi Uranus, aceste planete suplimentare au destabilizat probabil sateliţii lui Uranus, provocându-le coliziunea. Astfel de coliziuni ar fi fragmentat cel puţin parţial sateliţii şi ar fi vaporizat materiale volatile precum gheaţa, care s-a acumulat ulterior pe rămăşiţe, explicând posibil de ce Miranda, luna lui Uranus, are cu 50% mai multă gheaţă decât ceilalţi sateliţi ai planetei, au sugerat cercetătorii.

Dar aceasta nu este singura posibilitate. Două simulări au dat naştere unui scenariu asemănător cu Sistemul Solar actual, în care atât sateliţii lui Jupiter, cât şi cei ai lui Uranus au supravieţuit aceleiaşi instabilităţi. În aceste cazuri, era implicată doar o planetă gigantică de gheaţă suplimentară. Prin urmare, vor fi necesare simulări suplimentare pentru a afla dacă au existat două astfel de planete îngheţate sau doar una, au spus cercetătorii în studiu

Ce știm despre planetele care au dispărut

Nu se pot deduce prea multe despre planetele care acum lipsesc, cu excepţia maselor lor. În scenariile cu cinci planete gigantice, planeta suplimentară avea o masă similară cu cea a lui Neptun, în timp ce în cazurile cu şase planete, cele două planete suplimentare aveau mase cuprinse între cele ale Pământului şi Neptun, ceea ce le face „super-Pământuri”.

„Având în vedere că masele nu sunt prea diferite de cele ale lui Uranus şi Neptun, proprietăţile fizice (ale planetelor pierdute) erau probabil similare cu aceste planete”, a declarat pentru Live Science prin e-mail co-autorul studiului Nathan Kaib, om de ştiinţă senior la Institutul de Ştiinţe Planetare din Tucson, Arizona.

Deşi cercetătorii nu intenţionează să cerceteze în mod activ planetele fugare, vor continua să studieze sateliţii lui Uranus pentru a identifica semnături care arată că au fost perturbaţi şi pentru a determina „consecinţele reale ale ceea ce se întâmplă dacă sateliţii devin instabili”, a mai spus Clement.