Billedkredit: NASA
Forskere fra Southwest Research Institute mener, at de har en teori, der kan hjælpe med at forklare, hvorfor der er så få objekter i Kuiper-bæltet - et bånd af objekter uden for Neptuns bane. I henhold til teorier om, hvordan planetariske systemer dannes, skal der være 100 gange mere materiale i Kuiper-bæltet, end astronomer har observeret. Forskerne mener, at gasgiganterne, inklusive Neptune, dannede sig tættere på Solen og langsomt er drevet længere ud over tid. Da Neptune vandrede ud, kunne det have skubbet Kuiper-objekter ud af solsystemet.
En ny undersøgelse af forskere ved Southwest Research Institute (SwRI) og Observatoire de la C? Te d’Azur giver en forklaring på et af de mere mystiske aspekter af befolkningen af objekter ud over Neptune. Dermed giver det et unikt glimt ind i den proto-planetariske disk, hvorfra solsystemets planeter dannede sig. Resultaterne vil blive offentliggjort i den 27. november nummer af Nature.
Kuiper-bæltet er et område i solsystemet, der strækker sig udad fra Neptuns bane og indeholder milliarder af iskolde genstande fra kilometer til tusinder af kilometer på tværs. Det blev opdaget i 1992, og siden den tid er næsten 1.000 genstande blevet katalogiseret. Nogle af disse objekter er meget store - de største med en diameter på mere end 1.000 kilometer.
Da astronomer har undersøgt denne struktur, er et mysterium udfoldet. Som de fleste af planeterne i solsystemet antages de store Kuiper-bælteobjekter at være dannet af mindre genstande, der hænger sammen, da de kolliderede. For at denne proces skal have arbejdet i de fjerne regioner uden for Neptun, ville Kuiper-bæltet skulle indeholde mere end 10 gange mængden af materiale, end der er i Jorden. Teleskopiske undersøgelser af denne region viser imidlertid, at den i øjeblikket indeholder ca. en tiendedel af jordens masse eller mindre.
For at løse puslespillet har forskere i flere år søgt efter en måde at fjerne mere end 99 procent af Kuiper-båndets materiale. Dr. Harold Levison (SwRI) og Dr. Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C? Te d'Azur i Nice, Frankrig) beskriver imidlertid i deres artikel, "Danner Kuiper Belt ved den ydre transport af objekter under Neptunes migration," at Kuiper-bæltet måske ikke har mistet meget masse overhovedet.
"Problemet med masseudtømning har klæbet i halsen i nogen tid," siger Levison, en personale videnskabsmand i SwRI Space Studies Department. ”Det ser ud til, at vi endelig har et muligt svar.”
Levison og Morbidelli hævder, at den proto-planetariske disk, hvorfra planeterne, asteroiderne og kometerne alle dannede, havde en hidtil uventet kant på den nuværende placering af Neptune, som er på 30 astronomiske enheder (AU, den gennemsnitlige afstand mellem Solen og Jorden) , og at den region, der nu blev besat af Kuiper-bæltet, var tom. Alle Kuiper-bælteobjekter, som vi ser ud over Neptune, dannede sig meget tættere på Solen og blev transporteret udad under de sidste faser af planetdannelsen.
Forskere har i 20 år vidst, at kæmpeplanets baner bevægede sig, da de dannede sig. Især dannede Uranus og Neptune sig tættere på solen og vandrede udad. Levison og Morbidelli viser, at Neptune kunne have skubbet alle de observerede Kuiper-bælteobjekter udad, da det vandrede.
”Vi løste virkelig ikke problemet med masseudtømning, vi omgåede det,” siger Levison. ”I henhold til vores arbejde var tomrummet ud over Neptune sandsynligvis blottet for genstande.”
I denne model indeholdt regionens indre til 30 AU dog nok materiale til, at Kuiper-bælteobjekter kunne dannes. De mekanismer, som Neptune benyttede til at skubbe Kuiper-bæltet ud, påvirkede kun en lille brøkdel af genstande. Disse blev objekter set af astronomer; resten blev spredt ud af solsystemet af Neptune. Denne nye teori forklarer mange af de observerbare træk ved det ydre solsystem, herunder karakteristika ved banerne i Kuiper-bælteobjekterne og placeringen af Neptun.
”Et af de forundrede aspekter ved Neptunes migration er, hvorfor det stoppede, hvor det gjorde,” siger Morbidelli. ”Vores nye model forklarer det også. Neptune vandrede, indtil den ramte kanten af den proto-planetariske disk, hvor det pludseligt stoppede. ”
NASA, National Science Foundation og Centre National de la Recherche Scientifique i Paris finansierede denne forskning.
Originalkilde: SwRI News Release
