Форум портала «Миф»


    
      
        Форум портала «Миф»
        (http://www.mith.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl)
      

        Научный форум >> Новости астрономии >> Планета Седна и "лишнее" Солнце
        
(Message started by: Альвдис Н. Рутиэн на декабря 7^th, 2004, 3:20pm)

Заголовок: Планета Седна и "лишнее" Солнце
Прислано пользователем Альвдис Н. Рутиэн на декабря 7^th, 2004, 3:20pm

Американские астрономы Скотт Кенион и Бенджамин Бромли значительно усилили позиции гипотезы, в соответствии с которой периферия нашей планетной системы сформировалась под влиянием молодой звезды, прошедшей неподалеку от Солнца более четырех миллиардов лет тому назад.

Построенная ими математическая модель подтверждает, что в ходе подобного сближения наше светило вполне могло захватить и удержать своим тяготением множество твердых тел из окружения этой звезды. Этот обмен был двусторонним, поскольку звезда-соседка в свою очередь пленила часть околосолнечного вещества. Подобные предположения высказывались и ранее, однако теперь их удалось обосновать намного убедительней. Работа Кениона и Бромли выросла из попыток объяснить параметры орбиты крупного планетоида Седны, который был открыт в 2003 году. Это небесное тело (другое название — 2003 VB12) по размеру лишь немногим уступает Плутону — его радиус (точно еще не определенный) скорее всего составляет порядка 500-800 километров. Седна движется по чрезвычайно вытянутому эллипсу, совершая один оборот вокруг Солнца за десять с половиной тысяч лет. В перигелии она подходит к Солнцу приблизительно на 70 а.е. (астрономических единиц), а в афелии уходит от него более чем на 500 а.е. (астрономическая единица равна среднему радиусу земной орбиты, 150 миллионов километров). Эксцентриситет орбиты Седны превышает 0,8 — это неизмеримо больше, чем у Меркурия (0,21) и Плутона (0,25).

Почему эти параметры нуждаются в специальной интерпретации? Согласно общепринятой теории планетогенеза, все планеты и крупные астероиды Солнечной системы возникли в результате столкновений и слияний планетезималей, относительно небольших твердых тел, поперечником от нескольких метров до нескольких километров. Такие тела образовались в процессе распада и конденсации дисковидного газопылевого облака, которое окружало юное Солнце. В те времена в околосолнечном пространстве еще сохранилось изрядное количество пыли и газа, так что планетезимали двигались в весьма разреженной газовой «атмосфере». Скорость формирования планет и их физические характеристики (состав, масса и размеры) в первую очередь зависели от их расположения относительно Солнца. В соответствии с расчетами тех же Кениона и Бромли, тела радиусом в несколько сотен километров вполне могли возникнуть и на расстоянии около 70 а.е. от Солнца, причем всего за 50-100 миллионов лет. Однако из этих вычислений следует, что околосолнечные пути-дороги таких планетоидов должны быть оказаться если не круговыми, то лишь умеренно эллиптическими, что к Седне никоим образом не относится. Это означает, что исключительную вытянутость седнианской траектории можно объяснить лишь тем, что уже сформировавшийся планетоид сошел со своей первоначальной орбиты под влиянием каких-то внешних факторов.

Орбиту Седны не могли трансформировать ни маленький Плутон, ни гигантский Нептун, поскольку они были слишком далеко (а о других уже известных членах солнечного семейства нечего и говорить). В принципе, это могло произойти благодаря гравитационным возмущениям со стороны достаточно массивной планеты, расположенной примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Седна. Однако такие планеты до сих пор не обнаружены, хотя ищут их весьма активно. К тому же для формирования столь крупного небесного тела на дальней периферии Солнечной системы потребовалось бы не менее миллиарда лет, что само по себе маловероятно. В общем, все мыслимые «внутрисистемные» причины экстремального растягивания орбиты Седны практически не работают.

Раз так, то почему бы не испробовать традиционный прием авторов античных трагедий — deus ex machina? Иначе говоря, нельзя ли объяснить деформацию орбиты планетоида чисто внешними факторами, игрой космических сил, действующих за пределами Солнечной системы? Именно это и проделали Кенион и Бромли. С помощью суперкомпьютера Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA в Пасадене они просчитали последствия прохождения молодого Солнца мимо юной звезды с такой же массой, окруженной, как и наше светило, свитой из планет, астероидов и остатков протопланетного вещества. Возраст Солнца в это время, по всей вероятности, не превышал 200 миллионов лет (сейчас он чуть больше 4,5 миллиардов). Это межзвездное объятие должно было оказаться весьма тесным, но все же не чрезмерным, иначе Нептун и прочие планеты не смогли бы сохранить свои почти круговые орбиты. Кенион и Бромли предполагают, что звезды приблизились друг к другу на 150-200 а.е., а затем снова разошлись, как в море корабли. Гравитационное взаимодействие двух светил должно было привести к значительным пертурбациям в периферийных зонах их планетных (точнее, в это время еще газопылепланетных) свит, отстоящих от материнских звезд на расстояния свыше 50 а.е. Эти возмущения усиливались из-за прямых столкновений между солнечными планетезималями и планетезималями звезды-соседки, что вело к их разрушению, разбрасыванию осколков в самых разных направлениях и обмену космическим веществом между чужой звездой и Солнцем. Результаты компьютерного моделирования различных этапов этого процесса представлены на рисунках.

Межзвездная встреча означенного типа вполне могла деформировать почти круговую орбиту Седны, преобразовав ее в сильно вытянутый эллипс. Хоть такой исход и не детерминирован, его вероятность достаточно велика — порядка 50%. С другой стороны, Седна могла первоначально обращаться вокруг проходящей звезды и затем покинуть ее ради солнечных объятий — вероятность этого события составляет 10%. Похожая судьба могла постигнуть от нескольких тысяч до нескольких миллионов спутников чужой звезды, которые тоже попали в плен к Солнцу. А так как протопланетные диски обоих светил вряд ли могли быть параллельными, орбиты хотя бы некоторых новоприобретенных спутников Солнца должны быть наклонены к центральной плоскости Солнечной системы под очень большими углами, превышающими 40 градусов. Кенион и Бромли полагают, что их гипотеза будет полностью доказана, когда будут обнаружены трансплутоновые планетоиды с подобными траекториями, поскольку внутри Солнечной системы им просто неоткуда появиться. Стоит отметить, что наклон орбиты Седны равен всего 12 градусам.

Откуда же взялась встречная звезда и где ее сейчас искать? На второй вопрос ответить затруднительно, на первый — несколько проще. В настоящее время в радиусе четырех световых лет от Солнца нет ни единой звезды, однако четыре с половиной миллиарда лет назад дела могли обстоять совсем иначе. Новые светила чаще всего зажигаются не поодиночке, а целыми группами (кластерами), насчитывающими сотни и даже тысячи звезд. Если наше Солнце имеет внутрикластерное происхождение, то в пору своей юности оно вполне могло повстречаться с такой же юной космической сестрицей. Работа Кениона и Бромли попутно объясняет еще одну особенность строения Солнечной системы, которая до сих пор представлялась непонятной. Непосредственно за орбитой Нептуна лежит широкое кольцо, населенное множеством астероидов и кометных ядер. В середине прошлого века его существование независимо друг от друга предсказали ирландец Кеннет Эджворт (помимо астрономии он занимался и экономикой) и американский астроном голландского происхождения Жерар Койпер, так что сейчас его называют поясом Эджворта-Койпера. Внутренняя граница этого пояса проходит на расстоянии 30 а.е. от Солнца, внешняя — 50 а.е. Дальше околосолнечное пространство пустеет, причем практически сразу, без всякой переходной зоны. Это обстоятельство вызывает удивление, поскольку плотность протопланетного диска по мере удаления от Солнца должна была уменьшаться лишь постепенно. Однако из модели Кениона-Бромли следует, что взаимодействие со встречной звездой как раз и «обрезало» пояс Эджворта-Койпера с его внешней стороны. Это еще один аргумент в пользу новой теории.

Источник: http://grani.ru

Заголовок: Re: Планета Седна и "лишнее" Солнце
Прислано пользователем Альвдис Н.Н. Рутиэн на июля 12^th, 2005, 2:55pm

Сотрудники Юго-западного исследовательского института в Балдере (Boulder) в США выдвинули гипотезу, согласно которой Солнечная система может быть намного более обширной, чем предполагалось ранее, и граница Солнечной системы пролегает за пределами пояса Койпера.

Пояс Койпера находится на расстоянии 50 астрономических единиц от Солнца. Между тем, для большинства звёзд с пылевым диском (его наличие — косвенный признак наличия в системе планет) характерен гораздо больший радиус таких дисков. В журнале New Scientist указывают, что диаметр дисков у некоторых звёзд достигает 3000 а.е.

Считается, что формирование Солнечной системы из первичного газопылевого диска началось приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Наблюдения комет показывают, что некоторые объекты из этого облака в первые 100 млн. лет разлетелись прочь от Солнца. Считается, что они образовали Оортово облако, окружающее Солнечную систему.

Именно к таким объектам причисляют Седну, найденный в 2003 году планетоид размером почти с Плутон, но располагающийся почти втрое дальше. Находка подхлестнула споры относительно истинных размеров Солнечной системы. Распространено мнение, что Седна сформировалась вблизи от Солнца и лишь затем удалилась от него.

Однако, по мнению Алана Стерна, руководителя исследований в Юго-восточном исследовательском институте, Седна вполне могла образоваться ровно на том самом расстоянии, на котором она находится сейчас (если не дальше) и имеет орбиту в форме окружности, а не эллипса.

Это предположение основано на результатах компьютерного моделирования. Модели, допускающие, что диск простирался до 500 а.е. от Солнца, продемонстрировали, что при достаточной плотности такого диска оставалась высокой вероятность формирования объектов, подобных Седне как раз в течение первых 100 млн. лет после появления Солнца. Следовательно, внешний край пояса Койпера на самом деле может быть ничем иным, как внутренним краем прорехи в оставшемся газо-пылевом диске.

В принципе, это вполне вписывается в выдвинутую ранее теорию, согласно которой Солнечная система могла в какой-то момент, на ранних этапах своей эволюции, сблизиться с другой звездой, в результате чего внешний край пояса Койпера оказался «обрезан». В пользу этого предположения говорят и странные, очень вытянутые орбиты Плутона и Седны. По мнению Стерна, изначальная орбита Седны располагалась в 500 а.е. от Солнца.

С другой стороны, подобную же «прореху» в Поясе Койпера, по мнению Стерна, могла сделать и планета, размером с Марс, сорвавшаяся с орбиты и улетевшая прочь от Солнца.

Стерн полагает, что на таком же расстоянии, как Седна (т.е., по его мнению в 500 а.е.) могло образоваться великое множество аналогичных небесных тел, однако обнаружить их теперь будет крайне сложно.

Далеко не все согласны с выводами Стерна. Например, его коллега из Университета Аризоны в Таксоне, Рену Молхотра, утверждает, что во внешних областях изначальных газопылевых дисков плотность вещества намного ниже, так что возможность зарождения объектов размером с Седну за время существования Солнечной системы, весьма невелика, даже если диск очень велик. Опять же, если речь идёт о сближении Солнечной системы с другой звездой, то Оортова Облака просто не существовало бы, поскольку другая звезда его должна была рассеять. По мнению Молхорты, всё же не следует упускать из виду возможность того, что внешний край пояса Койпера — это всего лишь зазор в ещё не рассеявшемся газопылевом диске, и на самом деле он куда более обширен, нежели считается ныне.

текст: Юрий Ильин

Источник: КомпьюЛента