Bildekreditt: NASA
Forskere fra Southwest Research Institute mener de har en teori som kan være med på å forklare hvorfor det er så få objekter i Kuiper-beltet - et bånd av objekter utenfor Neptuns bane. I følge teorier om hvordan planetariske systemer dannes, skal det være 100 ganger mer materiale i Kuiperbeltet enn astronomene har observert. Forskerne mener at gassgigantene, inkludert Neptune, dannet seg nærmere Solen og sakte har drevet lenger ut over tid. Da Neptune migrerte ut, kunne det ha skjøvet Kuiper-objektene ut av solsystemet.
En ny studie av forskere ved Southwest Research Institute (SwRI) og Observatoire de la C? Te d’Azur gir en forklaring på en av de mer mystiske aspektene ved bestanden av gjenstander utenfor Neptun. Dermed gir det et unikt glimt inn i den proto-planetariske disken som solsystemets planeter dannet seg fra. Resultatene vil bli publisert i 27. november-utgaven av Nature.
Kuiperbeltet er et område i solsystemet som strekker seg utover fra Neptuns bane, og inneholder milliarder av iskalte gjenstander fra kilometer til tusenvis av kilometer over. Det ble oppdaget i 1992, og siden den tiden har nesten 1000 gjenstander blitt katalogisert. Noen av disse objektene er veldig store - de største med en diameter på mer enn 1000 kilometer.
Etter hvert som astronomer har studert denne strukturen, har et mysterium utfoldet seg. Som de fleste av planetene i solsystemet, antas de store Kuiper-belteobjektene å ha blitt dannet av mindre gjenstander som stakk sammen da de kolliderte. For at denne prosessen skal ha virket i de fjerne regionene utenfor Neptun, ville Kuiper-beltet måtte inneholde mer enn 10 ganger materialmengden enn i jorden. Imidlertid viser teleskopiske undersøkelser av denne regionen at den for tiden inneholder omtrent en tidel av jordens masse, eller mindre.
For å løse puslespillet har forskere i flere år søkt etter en måte å fjerne mer enn 99 prosent av Kuiperbeltets materiale. Imidlertid beskriver Dr. Harold Levison (SwRI) og Dr. Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C? Te d'Azur i Nice, Frankrike) i sin artikkel, "Danner Kuiper-beltet ved ytre transport av objekter under Neptuns migrasjon," at Kuiper-beltet kanskje ikke har mistet mye masse.
"Problemet med massedeplusjon har stukket i halsen vår i noen tid," sier Levison, en forsker i SwRI Space Studies Department. "Det ser ut til at vi endelig har et mulig svar."
Levison og Morbidelli hevder at den proto-planetariske disken som planeten, asteroider og kometer alle dannet fra før hadde en hittil uventet kant på det nåværende stedet til Neptun, som ligger på 30 astronomiske enheter (AU, den gjennomsnittlige avstanden mellom solen og jorden) , og at regionen som okkuperes nå av Kuiperbeltet var tom. Alle Kuiper-belteobjektene vi ser utover Neptun, dannet seg mye nærmere solen og ble fraktet utover i løpet av de endelige stadiene av planetdannelsen.
Forskere har visst i 20 år at banene til de gigantiske planetene beveget seg rundt da de dannet seg. Spesielt dannet Uranus og Neptune seg nærmere Solen og vandret utover. Levison og Morbidelli viser at Neptune kunne ha skjøvet alle observerte Kuiper-belteobjekter utover mens den vandret.
"Vi løste virkelig ikke problemet med masseuttømming, vi omgått det," sier Levison. "I følge arbeidet vårt, var tomrommet utenfor Neptune sannsynligvis blottet for gjenstander."
I denne modellen inneholdt imidlertid regionens indre til 30 AU nok materiale til at Kuiper-belteobjektene kunne dannes. Mekanismene som ble brukt av Neptune for å skyve Kuiperbeltet ut, berørte bare en liten brøkdel av gjenstandene. Disse ble gjenstandene sett av astronomer; resten ble spredt ut av solsystemet av Neptune. Denne nye teorien forklarer mange av de observerbare trekk ved det ytre solsystemet, inkludert egenskapene til banene til Kuiper-belteobjektene og plasseringen av Neptun.
"Et av de forbausende aspektene ved migrasjonen av Neptun er hvorfor den stoppet der den gjorde," sier Morbidelli. ”Den nye modellen vår forklarer dette også. Neptun migrerte til den traff kanten av den proto-planetariske disken, og da stoppet den brått. ”
NASA, National Science Foundation og Centre National de la Recherche Scientifique i Paris finansierte denne forskningen.
Originalkilde: SwRI News Release
