Un pianeta gigante potrebbe essere “fuggito” dal nostro sistema solare, rileva lo studio

Sebbene Plutone abbia perso il suo status di “Pianeta Nove” quando è stato declassato a pianeta nano, ci sono ampie prove che il nostro sistema solare o avesse o attualmente ha un grande pianeta ben oltre Plutone che un giorno potrebbe rivendicare il precedente mantello di Plutone e diventare il legittimo nono pianeta. Schemi orbitali insolitamente regolari osservati nella fascia di Kuiper suggeriscono che qualche corpo celeste più massiccio di Plutone si nasconde oltre la lontana fascia di detriti ghiacciati ai margini del sistema solare dove vivono Plutone, Eris e altri pianeti nani.

L’ipotetica esistenza di un lontano Pianeta Nove o “Pianeta X” rimane controversa, ma le prove continuano a crescere a suo favore. Di certo, non sarebbe la prima volta che viene trovato un ipotetico pianeta. Nettuno è stato il primo pianeta trovato studiando le orbite di altri corpi nel sistema solare; curiosamente, la sua posizione è stata scoperta con previsioni derivate da calcoli con carta e penna sulle osservazioni del telescopio.

Inavvertitamente, una recente astronomia carta in Nature ha trovato un’alta probabilità che un gigante gassoso, simile a quelli del sistema solare esterno, possa essere stato rapidamente espulso dalla sua orbita attorno al sole all’inizio dell’evoluzione di un sistema solare. L’esistenza di un Pianeta Nove “perduto” all’inizio della formazione della storia del sistema solare potrebbe spiegare molto di come e perché il sistema solare appare come appare oggi.

IMPARENTATO: Quello che gli scienziati sanno finora sul Pianeta Nove

Modellando la nascita e l’evoluzione di possibili sistemi stellari, il team di scienziati che collaborano da Cina, Francia e Stati Uniti, ha eseguito circa 14.000 simulazioni del primo sistema solare per capire come appariva oggi, con quattro pianeti e una cintura di asteroidi in orbita vicino al sole, quattro pianeti gassosi in orbita più lontano e una dispersione di freddi corpi rocciosi oltre i giganti gassosi.

“La cosa davvero interessante è che gli astronomi di esopianeti hanno già confermato che una percentuale molto alta di entrambi i sistemi di giganti gassosi e di sistemi super-terrestri ha subito instabilità del sistema planetario e pensiamo che il sistema solare sia simile”, ha continuato Jacobson.

Curiosamente, le simulazioni suggeriscono fortemente che ci fosse una prima instabilità nelle orbite dei pianeti giganti: Giove, Saturno, Urano, Nettuno e forse il Pianeta Nove. Tali corpi sarebbero stati molto più vicini al proto-Sole a un certo punto, prima che il gas si unisse al Sole e innescasse davvero forti reazioni di fusione che espellevano gas e polvere verso l’esterno, compresi i suddetti pianeti. Questo, pensano gli scienziati, ha innescato uno spostamento rapido e caotico alle loro orbite attuali.

Le simulazioni suggeriscono che nei primi giorni i giganti gassosi avessero orbite molto circolari e regolari a intervalli regolari dal sole; dopo che la stella nascente ha iniziato a spingerli verso l’esterno, hanno subito una transizione instabile dalle orbite compatte e uniformi in linea con il piano del disco alle orbite attuali.

professoressa Seth Jacobson della Michigan State University, che è stata coinvolta nello studio, l’ha definita una “fonte universale di instabilità planetaria nella galassia”.


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“Pensiamo che tutti i dischi passino attraverso questa, quella che gli astronomi chiamano una fase del disco di transizione, in cui il disco viene fotoevaporato dall’interno verso l’esterno”, ha detto Jacobson a Salon, riferendosi al disco protoplanetario di gas e polvere che prefigurava il nostro ( e tutti) sistemi solari. Possiamo vedere i nascenti sistemi solari che si formano intorno alla galassia in modo simile, il che suggerisce che c’è uno schema simile a come si formano tutti i sistemi solari.

“La cosa davvero interessante è che gli astronomi di esopianeti hanno già confermato che una percentuale molto alta di entrambi i sistemi di giganti gassosi e di sistemi super-terrestri ha subito instabilità del sistema planetario e pensiamo che il sistema solare sia simile”, ha continuato Jacobson.

All’interno di una nuvola collassata di detriti stellari – una nebulosa solare gassosa e probabilmente i resti di una supernova morta – il nostro protosole ha iniziato ad accendere il calore. Riscaldando e ionizzante gli elementi gassosi nel disco, le emissioni di fotoni energetici del nostro giovane sole alla fine hanno espulso il gas dal disco protoplanetario tramite evaporazione.

Il bordo interno di questo disco gassoso avrebbe teoricamente “trascinato” con sé i pianeti mentre si espandeva verso l’esterno. La posizione iniziale dei giganti gassosi nel sistema solare interno sarebbe stata “un fattore scatenante molto robusto per l’instabilità”, ha detto Jacobson. Ciò avrebbe potuto portare un mondo tipo Pianeta Nove fuori dal sistema solare, per sempre.

Infatti, nel 90% degli scenari simulati, questa instabilità si è innescata. Le orbite planetarie sono stabili da miliardi di anni nel nostro sistema solare. Il mistero della prima evoluzione del nostro sistema solare, tuttavia, non è ancora chiaro. La posizione degli asteroidi troiani di Giove e dei satelliti irregolari dei pianeti giganti indicano un caotico rimescolamento, così come la varia composizione della Terra e della sua luna, che richiederebbe una grande mescolanza di corpi diversi. (È ampiamente creduto che un corpo delle dimensioni di Marte chiamato Theia si è scontrato con la Terra primordiale e il materiale staccato ha formato la Luna.)

Gli esperti ora si rendono conto che il tempismo nella migrazione dei pianeti giganti era un problema. L’evidenza geologica ha anche radicalmente superato la scala temporale di questo modello, noto come il modello “Nizza” (come a Nizza, in Francia): in particolare, una serie di tre articoli apparsi in un unico numero di Nature ha presentato una soluzione, suggerendo originariamente il gigante L’evento di instabilità del pianeta si è verificato circa mezzo miliardo di anni dopo la formazione del sistema solare e avrebbe fatto affidamento su un incontro gravitazionale tra due pianeti per innescare una catena di reazioni destabilizzanti.

“L’instabilità si verificherebbe sempre molto presto nella storia del sistema solare, pochi milioni di anni dopo l’inizio”, ha aggiunto Jacobson. “Il sole sarebbe ancora nel suo ammasso stellare in quel momento. Se ci fosse stato un gigante di ghiaccio espulso, allora quel gigante di ghiaccio espulso potrebbe non essere stato veramente espulso. Potrebbe essere stato catturato su questa orbita ellittica”.

Se l’espulsione fosse troppo tardi, probabilmente diventerebbe un pianeta canaglia. In questo scenario di movimento, che inizia entro 10 milioni di anni dalla formazione e non 500 milioni di anni dalla vita del sistema solare, il vivaio ammasso stellare il sistema in cui è nato può intercettare il pianeta in fuga. Il risultato è un’orbita ellittica estesa.

“Durante la vita di un disco protoplanetario nebulare, la quantità di gas nel disco diminuisce nel tempo”, ha sottolineato Jacobson. “È solo quando il disco ha già raggiunto la quantità di gas nel disco è già diventata piuttosto bassa che può verificarsi l’effetto di fotoevaporazione. L’effetto di fotoevaporazione si muove quindi abbastanza rapidamente. La fase di transizione del disco in realtà è piuttosto breve e cancella il disco dall’interno verso l’esterno.” L’effetto è simile a quello di una pozza d’acqua intorno a un caminetto, dove l’acqua più vicina al fuoco evapora rapidamente e che più fuori richiede un po’ più di tempo.

Jacobson ha detto che il movimento dei pianeti è stato un risultato a sorpresa della simulazione. “Quello che penso che anche noi non abbiamo apprezzato completamente fino a dopo aver iniziato queste simulazioni è che c’è ancora abbastanza gas nel disco e questo processo richiede ancora abbastanza tempo da poter influenzare in modo significativo le orbite del pianeta mentre il processo ha luogo, ” ha osservato.

Perché il sistema solare sembra così:

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