Vándorló kisbolygók a Naprendszerben

1776

Harold F. Levison, a neves amerikai égi mechanikus (SWRI, Boulder, Colorado) a napokban tette közzé új számítógépes szimulációs vizsgálatának eredményeit, amelyek a korai Naprendszerben az óriásbolygók pályáinak változásáról és ennek a kisbolygók keringésére gyakorolt hatásairól szólnak. Kimutatta, hogy a külső Naprendszer Neptunuszon túli Kuiper-övéből sok kisbolygó, sőt nagy méretű "kisbolygó", újabb elnevezéssel törpebolygó bolygórendszerünk belső térségei felé vette az irányt, majd a Mars és a Jupiter pályái között elhelyezkedő fő kisbolygóövben telepedett meg, ott stabil pályára állva.

Fantáziakép a korai Naprendszerről (kép: NASA/JPL).

Jelenlegi ismereteink szerint a Naprendszer óriásbolygóinak kialakulás utáni pályái nem voltak azonosak a mai pályáikkal. Az ősi Naprendszerben még meglévő temérdek kis égitest és az óriásbolygók gravitációs kölcsönhatása következtében a bolygópályák Naptól való távolsága az első 600 millió év alatt megváltozott: lassan-lassan csökkent is, növekedett is ezen idő alatt, majd végül beállt a mai helyzet, a mai naptávolságokkal. Ez a jelenség a nagybolygók ún. migrációja, vándorlása, amelynek tanulmányozása izgalmas feladat a saját bolygórendszerünk múltjában is, de az extraszoláris bolygórendszerekben is.

A folyamatnak drámai következményei voltak a kis égitestek, kisbolygók és üstökösök mozgásában: ezen parányi égitestek egy részét az óriásbolygók  (elsősorban a Jupiter és Szaturnusz) kiszórták a Naprendszer belső térségeiből, más részüket pedig éppen a bolygórendszer belső régiói felé térítették el. A nagybolygók és a kis égitestek pályaviszonyai a migráció alatt állandóan változtak, miközben égi mechanikai rezonanciák kialakultak és tűntek el folyamatosan (két égitest rezonanciája esetén bizonyos pályaelemeik, például keringési periódusaik kis egész számok arányával írhatók le). A rezonanciák között vannak stabilak, amely pályákon nagyon hosszú idő alatt ott maradhat a kis égitest, de vannak instabilak is, amikor rövid idő alatt elhagyják a rezonáns pályát. Azaz az ősi Naprendszerben az óriásbolygók migrációja jól "összerázta" a kisbolygók, üstökösök népes családját, nagy részüket kiszórta, eltérítette pályájukról.

Törpebolygók egymáshoz és a Föld méretéhez viszonyítva (kép: CalTech).

A migrációs folyamat során 3,8-4,1 milliárd évvel ezelőtt különösen instabillá vált a kis égitestek mozgása, ekkor került ugyanis a Jupiter és a Szaturnusz középmozgása a kritikus 1:2 arány közelébe. Ebben a konfigurációban amíg a Jupiter kétszer megkerülte a Napot, addig a Szaturnusz pontosan egyszer tette ugyanezt. A két bolygóóriás egymást erősítő hatásai úgy összerázták a kis égitesteket, hogy sok közülük a Naprendszer belseje felé vette az irányt, aminek következtében megszaporodtak a belső kőzetbolygók becsapódásai (ez az ún. Kései Nagy Bombázás időszaka, amikor a Holdon és a kőzetbolygókon rengeteg kráter és becsapódási medence keletkezett).

Levison a számítógépes modellezés alapján arra a következtetésre jutott, hogy akkoriban a főövbeli kisbolygók mintegy 20 százaléka a külső Naprendszerből, a Kuiper-övből érkezett és települt meg a főöv külső vidékein, kb. 2,6 csillagászati egység naptávolságon túl. Ennek igen fontos következményei vannak. A Kuiper-övbeli kis égitestekben sok vízjég van, ami így beljebb vándorolt a fő aszteroidaövbe, ahonnan viszont a belső bolygókba ütközve eljuthatott a Föld felszínére is. Azaz ma már nem csak úgy tehetjük fel a kérdést a főövbeli üstökösök felfedezése után, hogy "A kisbolygók vizét isszuk?", hanem akár úgy is, hogy "A Kuiper-objektumok, az onnan érkezett kisbolygók és törpebolygók vizét isszuk?".

A NASA Dawn űrszondája a Ceres törpebolygót is közelről részletesen fogja tanulmányozni (kép: NASA).

Nem ért egyet Levison következtetéséivel az Arizonai Egyetemről Renu Malhotra professzorasszony, aki szerint a Neptunuszon túlról érkezett objektumok nem telepedhettek meg stabil pályán a fő kisbolygóövben, mivel Levison szimulációja nem vette figyelembe a belső régiókba érkező transzneptun objektumok évmilliárdok alatt bekövetkező elszökési arányát. Malhotra szerint egyszerűen csak arról van szó, hogy a fő aszteroidaöv kisbolygói mind helyben ott keletkezett kis égitestek és nem a Naprendszer külső vidékeiről a Mars-Jupiter közé átköltözött parányok. A kérdés még tisztázásra vár, de az eddigi tapasztalatok alapján Levison meggyőzően meg fogja védeni következtetését. Egyébként a tudományos viták Levison és Malhotra között nem újkeletűek, mert például tavaly Levison kimutatta, hogy Malhotra következtetése az ekliptikai üstökösök közvetlenül a szórt korong objektumoktól való származtatásáról nem helytálló.

Forrás: New Scientist Space (2009. július 15.)

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás