Změnila potulná planeta naši Sluneční soustavu?

Obří planety nebyly vždycky tam, kde je nacházíme dnes. Jupiter, Saturn, Uran a Neptun se zformovaly v kompaktnější konfiguraci a později prošly prudkým přeskupením, které je rozptýlilo do jejich současných pozic. Co přesně tento chaos spustilo, zůstává nejisté, ale vědci z Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux a Planetary Science Institute nyní naznačují blízké setkání s prolétajícím substelárním objektem během mládí Slunce.

Nestabilita obřích planet, jak ji nazývají astronomové, vysvětluje řadu rysů Sluneční soustavy. Vysvětluje Jupiterovy koorbitální asteroidy, nepravidelné satelity obíhající kolem obřích planet a orbitální strukturu Kuiperova pásu i pásu asteroidů. Načasování se jeví brzy, pravděpodobně během 5–20 milionů let po vzniku Sluneční soustavy, jak vyplývá na základě důkazů z meteoritů. Spouštěč však zůstává nejasný.

Sean Raymond a Nathan Kaib provedli 3000 počítačových simulací, aby otestovali, zda by průlety hvězd mohly destabilizovat naši mladou planetární soustavu. Slunce se zformovalo uvnitř skupiny stovek až tisíců hvězd, takže blízká setkání byla nevyhnutelná. Tým začínal každou simulaci s obřími planetami v rezonančním řetězci, který by zůstal stabilní po dobu více než 100 milionů let, pokud by nebyl narušen, a poté systém podrobil jedinému průletu.

Simulace zkoumaly průlety objektů o hmotnosti od jednoho Jupitera do deseti hmotností Slunce, prolétajících ve vzdálenosti od 1 do 1000 astronomických jednotek rychlostí až 5 kilometrů za sekundu. Velmi silné průlety strhávaly planety z oběžných drah nebo nadměrně měnily jejich oběžné dráhy k nepoznání. Velmi slabé průlety nezpůsobily žádné změny. Ale střední vzdálenost průletu vedla k vytvoření systému odpovídajícího dnešní Sluneční soustavě.

Úspěšné scénáře sdílely společné charakteristiky. Objekt prolétající kolem musel mít relativně nízkou hmotnost, mezi 3 a 30 hmotnostmi Jupitera, což by jej pevně řadilo do kategorie hnědých trpaslíků nebo volně putujících planet. Musel proletět zhruba do 20 astronomických jednotek od Slunce, čímž by přímo narušil planetární systém, a nikoliv pouze vnější disk. Pouze 20 simulací, méně než jedno procento vzorku, odpovídalo oběžným drahám obřích planet a zachovalo chladný klasický Kuiperův pás, populaci malých těles, jejichž nedotčené oběžné dráhy omezují, jak násilné mohlo být jakékoliv starodávné setkání.

Výpočet pravděpodobnosti kriticky závisí na množství volně se pohybujících planet a hnědých trpaslíků s nízkou hmotností. Nedávná pozorování mladých hvězdokup naznačují, že tyto objekty jsou častější, než předpovídají standardní modely. Pokud je jejich počet, byť jen mírně, čtyřnásobně podhodnocen, pravděpodobnost nestability vyvolané průletem se zvýší zhruba z jednoho procenta na pět procent.

Práce nabízí možný spouštěč nestability v podobě obří planety, který spojuje scénáře zahrnující rozptýlení plynného disku, spontánní destabilizaci a gravitační interakce s vnějším planetesimálním diskem. Rozlišení mezi těmito mechanismy zůstává náročné, zejména proto, že nestability vyvolané průletem by mohly být zpožděny o desítky milionů let po samotném setkání.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/did-a-rogue-planet-reshape-our-solar-system

autor: František Martinek