Ipoteza mare tac

Big tack hypothesis (din engleză  Grand tack hypothesis ) - ipoteză conform căreia Jupiter s-a format la o distanță de 3,5 UA de Soare , apoi a migrat la o distanță de 1,5 UA până a intrat în rezonanță orbitală cu Saturn , după care a migrat către orbita sa modernă (5 UA). Denumirea provine de la termenul tack , când barca, îndreptând prova în vânt, se întoarce în sens invers [1] .

Migrând spre Soare, Jupiter distruge centura de asteroizi, precum și zona în care se află acum Marte , ceea ce explică dimensiunea sa mică [2] . Centura de asteroizi a fost distrusă încă o dată, dar deja în timpul migrației înapoi, ceea ce explică existența ei în forma sa actuală [3] . În timpul migrației, unele planetezimale s-ar putea ciocni cu Soarele și ar putea fi distruse [4] .

Descriere

După ce Jupiter a curățat tot materialul din jurul orbitei sale, a făcut o migrare de tip II . Dacă Jupiter nu ar fi oprit, ar fi aproape de Soare, devenind un „ Jupiter fierbinte ”, ceea ce se întâmplă cu multe exoplanete [5] . Cu toate acestea, Saturn a migrat și el odată cu acesta , făcând o migrare de tip I. Ca rezultat, între planete a apărut o rezonanță orbitală de 2:3 și s-a format un gol în discul de gaz și praf. Saturn și-a curățat parțial partea sa din gol, ca urmare, impactul discului asupra lui Jupiter a scăzut [6] . Migrația de întoarcere a început. Procesul de viraj a fost finalizat când Jupiter și-a atins orbita actuală. [7]

Ce explică ipoteza?

Această ipoteză explică mai multe fenomene din sistemul solar, deși au fost propuse explicații alternative.

Dimensiunea lui Marte

Conform simulărilor, Marte ar fi trebuit să aibă o masă de 0,5 până la 1 masă Pământului, dar masa sa este de doar 0,107 mase Pământului. Migrarea lui Jupiter explică această problemă: ca urmare a „lipiturii”, discul de gaz și praf este deplasat la o distanță de aproximativ 1 UA de Soare și, ca urmare, Pământul și Venus se formează în acea regiune [ 8] [9] [10] . La o distanță de 2 UA de Soare, există puțin material pentru formarea planetelor [11] , iar Marte s-a format din acest material [12] . Există, de asemenea, puțin material în apropierea Soarelui, iar din acesta se formează Mercur [13] .

Existența centurii de asteroizi

Jupiter și Saturn în timpul migrației lor disloca majoritatea asteroizilor de pe orbitele lor originale, lăsând în urmă o rămășiță emoționată care a existat atât în ​​interiorul, cât și în afara locației originale a lui Jupiter. Înainte de migrarea lui Jupiter, regiunile înconjurătoare conțineau asteroizi a căror compoziție varia în funcție de distanța lor de la Soare [14] . Mai aproape de Soare, au predominat asteroizii stâncoși, în timp ce în regiunea exterioară dincolo de linia rece, asteroizii mai primitivi și mai înghețați [15] . Pe măsură ce Jupiter și Saturn migrează spre interior, aproximativ 15% din asteroizii interiori se disipă dincolo de orbita lui Saturn [2] . Mai târziu, când Jupiter și Saturn au început să migreze înapoi, aproximativ 0,5% dintre asteroizii primitivi se împrăștie pe orbite în centura exterioară de asteroizi [7] . Ca urmare a pătrunderii în câmpul gravitațional al lui Jupiter și Saturn, mulți dintre asteroizi au acum excentricități mari și înclinații orbitale. Unii dintre asteroizii înghețați au rămas pe orbite unde s-au format ulterior planetele terestre . Acest lucru a făcut posibilă livrarea apei planetelor în cazul unei coliziuni [16] [17] .

Note

  1. ↑ Zubritsky, Călătoriile tinerețe ale lui Elizabeth Jupiter Sistemul solar redefinit . NASA . Consultat la 4 noiembrie 2015. Arhivat din original la 1 martie 2017.
  2. ↑ 1 2 Beatty, Kelly Sistemul nostru solar „nou, îmbunătățit” . Sky & Telescope (16 octombrie 2010). Consultat la 4 noiembrie 2015. Arhivat din original la 9 iulie 2019.
  3. ↑ Sanders, Ray Cum a modelat Jupiter sistemul nostru solar? . Universul de azi (23 august 2011). Consultat la 4 noiembrie 2015. Arhivat din original la 14 iulie 2019.
  4. ↑ Choi, Charles Q. Migrația „zdrobitoare” a lui Jupiter poate explica sistemul nostru solar ciudat . Space.com (23 martie 2015). Consultat la 4 noiembrie 2015. Arhivat din original la 2 octombrie 2019.
  5. ↑ Fesenmaier, Kimm O nouă cercetare sugerează că sistemul solar ar fi putut adăposti odată super-Pământuri . Caltech (23 martie 2015). Consultat la 5 noiembrie 2015. Arhivat din original pe 10 februarie 2019.
  6. ↑ O nouă cercetare sugerează că sistemul solar ar putea fi adăpostit cândva super-Pământuri . Astrobiologie . Consultat la 5 noiembrie 2015. Arhivat din original pe 4 martie 2016.
  7. ↑ 1 2 Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Mandell, Avi M. (2011). „O masă scăzută pentru Marte de la migrația timpurie a lui Jupiter, condusă de gaz.” natura . 475 (7355): 206-209. arXiv : 1201.5177 . Bibcode : 2011Natur.475..206W . DOI : 10.1038/nature10201 . PMID21642961  . _ S2CID  4431823 .
  8. ↑ Jacobson, SA; Morbidelli, A., A. (2014). „Formarea planetelor lunare și terestre în scenariul Grand Tack” . Phil. Trans. R. Soc. A. _ 372 (2024): 174. arXiv : 1406,2697 . Cod biblic : 2014RSPTA.37230174J . DOI : 10.1098/rsta.2013.0174 . PMC 4128261 . PMID 25114304 .  
  9. ↑ Lichtenberg, Tim Rupând asteroizii pentru a explica ciudatenia Pământului . Astrobites (2 noiembrie 2015). Consultat la 6 noiembrie 2015. Arhivat din original pe 5 noiembrie 2015.
  10. ↑ Carter, Philip J.; Leinhardt, Zoë M.; Elliott, Tim; Walter, Michael J.; Stewart, Sarah T. (2015). „Evoluția compozițională în timpul acreției de protoplanete stâncoase”. Jurnalul Astrofizic . 813 (1) : 72.arXiv : 1509.07504 . Cod biblic : 2015ApJ ...813...72C . DOI : 10.1088/0004-637X/813/1/72 . S2CID  53354566 .
  11. ↑ Walsh, Kevin The Grand Tack . Institutul de Cercetare Sud-Vest. Consultat la 6 noiembrie 2015. Arhivat din original la 13 februarie 2019.
  12. ↑ Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Morbidelli, Alessandro; Kaib, Nathan A. (2009). „Construirea planetelor terestre: acreție restrânsă în sistemul solar interior”. Icar . 203 (2): 644-662. arXiv : 0905.3750 . Cod biblic : 2009Icar..203..644R . DOI : 10.1016/j.icarus.2009.05.016 . S2CID 15578957 . 
  13. ↑ Hansen, Brad MS (2009). „Formarea planetelor terestre dintr-un inelar îngust.” Jurnalul Astrofizic . 703 (1): 1131-1140. arXiv : 0908.0743 . Cod biblic : 2009ApJ ...703.1131H . DOI : 10.1088/0004-637X/703/1/1131 . S2CID  14226690 .
  14. ↑ Davidson, Dr. Björn JR Misterele centurii de asteroizi . Istoria Sistemului Solar . Consultat la 7 noiembrie 2015. Arhivat din original la 11 iunie 2019.
  15. ↑ Raymond, Sean the Grand Tack . PlanetPlanet (2 august 2013). Consultat la 7 noiembrie 2015. Arhivat din original la 29 iunie 2019.
  16. ↑ O'Brien, David P.; Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; Mandell, Avi M. (2014). „Livrarea apei și impactul gigant în scenariul „Grand Tack””. Icar . 239 : 74-84. arXiv : 1407,3290 . Bibcode : 2014Icar..239...74O . DOI : 10.1016/j.icarus.2014.05.009 . S2CID  51737711 .
  17. ↑ Matsumura, Soko; Brasser, Ramon; Ida, Shigeru (2016). „Efectele evoluției dinamice a planetelor gigantice asupra livrării de elemente atmosferice în timpul formării planetelor terestre.” Jurnalul Astrofizic . 818 (1) : 15.arXiv : 1512.08182 . Cod biblic : 2016ApJ ...818...15M . DOI : 10.3847/0004-637X/818/1/15 . S2CID  119205579 .