Ay ve karanlık noktaları. Fotoğraf kredisi: NASA. Büyütmek için tıklayın.
Her kültürden insanlar, bir tavşan, kurbağa ya da palyaço yüzü gibi görünen Ay'daki karanlık “noktalar” tarafından büyülenmiştir. Apollo misyonları ile bilim adamları, bu özelliklerin aslında şu anda sağlamlaşmış lavlarla dolu büyük darbe havzaları olduğunu buldular. Bir sürpriz, bu havzaların erken güneş sistemi tarihinde nispeten geç oluşmasıydı - Dünya ve Ay'ın oluşumundan yaklaşık 700 milyon yıl sonra. Birçok bilim adamı şimdi bu ay etkili havzaların geç ağır bombardıman (LHB) adı verilen gezegenlerin bombardıman oranında büyük bir artışa tanık olduklarına inanıyor. Bununla birlikte, bu kadar yoğun bir bombardımanın nedeni, çoğu kişi tarafından güneş sistemi tarihinin en iyi korunmuş gizemlerinden biri olarak kabul edilir.
Nature dergisinin bu haftaki sayısında yayınlanan uluslararası bir gezegen bilimci ekibi olan Rodney Gomes (Brezilya Ulusal Gözlemevi), Harold Levison (Güneybatı Araştırma Enstitüsü, Amerika Birleşik Devletleri), Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C) ? te d'Azur, Fransa) ve Kleomenis Tsiganis (OCA ve Selanik Üniversitesi, Yunanistan) - Nice'deki Observatoire de la C? te d'Azur'da düzenlenen bir ziyaretçi programı tarafından bir araya getirildi - sadece doğal olarak çözmeyen bir model önerdi LHB'nin kökeninin gizemi, aynı zamanda dış gezegen sisteminin gözlenen özelliklerinin çoğunu açıklar.
Bu yeni model, dört dev gezegenin, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ün, buz ve kayadan yapılmış küçük nesnelerin (“gezegenler” olarak bilinir) bir diskiyle çevrili çok kompakt bir yörünge konfigürasyonunda oluşturulduğunu öngörüyor. Nice ekibi tarafından yapılan sayısal simülasyonlar, gezegenlerin yerçekimi etkileri nedeniyle bu gezegenlerden bazılarının yavaşça diskten dışarı sızdığını göstermektedir. Gezegenler bu küçük nesneleri güneş sistemi boyunca, bazen dışa ve bazen içe doğru dağıttılar.
“Isaac Newton'un bize öğrettiği gibi, her eylem için eşit ve karşıt bir tepki var” diyor Tsiganis. “Eğer bir gezegen güneş sisteminden bir gezegeni dışarı atarsa, gezegen Güneş'e doğru, sadece küçük bir miktar, tazminatla hareket eder. Öte yandan, gezegen gezegensimal içe doğru saçarsa, gezegen Güneş'ten biraz daha uzağa sıçrar. ”
Sayısal simülasyonlar, ortalama olarak, Jüpiter'in içeriye, diğer dev gezegenlerin dışarıya hareket ettiğini göstermektedir.
Başlangıçta, bu çok yavaş bir süreçti, gezegenlerin küçük bir miktar hareket etmesi milyonlarca yıl sürdü. Daha sonra, bu yeni modele göre, 700 milyon yıl sonra durum aniden değişti. O sırada Satürn, yörünge döneminin Jüpiter'in tam iki katı olduğu noktaya göç etti. Bu özel yörünge konfigürasyonu Jüpiter ve Satürn'ün yörüngelerinin birdenbire daha eliptik olmasına neden oldu.
Gomes, “Bu, Uranüs ve Neptün'ün yörüngelerinin çıldırmasına neden oldu” diyor. "Yörüngeleri çok eksantrik oldu ve yerçekimsel olarak birbirlerinden dağılmaya başladılar - ve Satürn."
Nice ekibi, Uranüs'ün ve Neptün'ün yörüngelerindeki bu evrimin Ay'da LHB'ye neden olduğunu savunuyor. Bilgisayar simülasyonları, bu gezegenlerin çok hızlı bir şekilde gezegensel diske nüfuz ettiğini ve nesneleri gezegensel sisteme saçtığını gösteriyor. Bu nesnelerin birçoğu, Dünya ve Ay'ı darbelerle biberledikleri iç güneş sistemine girdi. Ek olarak, tüm süreç asteroitlerin yörüngelerini dengesizleştirdi, bu da LHB'ye de katkıda bulunacaktı. Son olarak, gezegensel diskin yerçekimi etkileri, Uranüs ve Neptün'ün mevcut yörüngeleri üzerinde gelişmesine neden oldu.
“Çok inandırıcı,” diyor Levison. “Bu sürecin birkaç düzine simülasyonunu yaptık ve gezegenler istatistiksel olarak gördüklerimize çok benzeyen yörüngelerde doğru ayrımlar, eksantriklikler ve eğilimlerle sonuçlandı. Böylece, LHB'ye ek olarak, dev gezegenlerin yörüngelerini de açıklayabiliriz. Daha önce başka hiçbir model bu iki şeyi başaramamıştı. ”
Ancak, aşılması gereken bir engel daha vardı. Güneş sistemi şu anda esas olarak Jüpiter ile aynı yörüngeyi takip eden bir asteroit popülasyonu içeriyor, ancak bu gezegeni kabaca 60 derecelik açısal bir mesafeye götürüyor veya izliyor. Bilgisayar simülasyonları, "Truva asteroitleri" olarak bilinen bu cisimlerin dev gezegenlerin yörüngeleri değiştikçe kaybedileceğini gösteriyor.
Morbidelli, “Modelimizi geçersiz kılan bu sorundan endişelenerek aylarca oturduk” diyor Morbidelli, “bir kuş açık bir kafesten kaçabilirse, bir başkasının gelip içine yuva yapabileceğini anlayana kadar.”
Nice ekibi, gezegensel evrimi yönlendiren ve LHB'ye neden olan bazı nesnelerin de Truva asteroit yörüngelerine yakalanacağını buldu. Simülasyonlarda, sıkışıp kalmış Truva atları, şimdiye kadar açıklanamayan gözlemlenen Truva atlarının yörünge dağılımını yeniden üretti. Yakalanan nesnelerin toplam tahmini kütlesi de gözlemlenen popülasyonla tutarlıdır.
Toplamda ele alındığında, Nice ekibinin yeni modeli doğal olarak dev gezegenlerin, Truva asteroitlerinin ve LHB'nin yörüngelerini benzersiz bir doğrulukla açıklıyor. “Modelimiz, temelde doğru olması gerektiğine inandığımız pek çok şeyi açıklıyor,” diyor Mordibelli. “Dış güneş sisteminin yapısı gezegenlerin muhtemelen gezegen oluşum süreci sona erdikten sonra bir sarsıntı yaşadıklarını gösteriyor.”
Orijinal Kaynak: SWRI Haber Bülteni
