.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Беларусь
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.105157.html

статья Тайна крена гигантских мигрантов

Максим Борисов, 02.05.2006
Образование планет-гигантов. Компьютерное моделирование с сайта seattlepi.nwsource.com
Образование планет-гигантов. Компьютерное моделирование с сайта seattlepi.nwsource.com
Реклама

Предложена новая теория, объясняющая современные наклоны осей вращения к плоскости орбит гигантских газовых планет Солнечной системы - Юпитера, Сатурна и Урана. Характерным считается то обстоятельство, что наклоны осей этих планет в отличие от осей планет земной группы - Меркурия, Марса и Венеры - мало меняются со временем. По мнению Адриана Брунини (Adrián Brunini) из аргентинского Национального университета Ла-Платы (Universidad Nacional de La Plata), все это свидетельствует о том, что планеты-гиганты когда-то интенсивно гравитационно взаимодействовали друг с другом, передвигаясь на те орбиты, что они занимают ныне (публикация в научном журнале Nature 440 1163). Если аргентинский ученый окажется прав, то новая теория позволит решить одну из самых больших загадок планетной космогонии.

Собственно, все известные нам планеты имеют какой-либо "крен" - иными словами, плоскости их экваторов не совпадают с орбитальной плоскостью. Для Земли этот "крен" - или наклон плоскости экватора к эклиптике - равен примерно 23 градусам, и именно это обстоятельство вызывает смену времен года в Северном и Южном полушариях. Наклон земной оси не всегда был и будет таким - эта ось за 26 тысяч лет описывает в пространстве конус (испытывает так называемую прецессию (это периодический процесс); зарегистрированы и другие движения оси нашей планеты, важнейшим из которых считается нутация). Считается, что относительно скромный размах колебаний земной оси (угол наклона колеблется в пределах двух градусов) объясняется стабилизирующим воздействием аномально крупного естественного спутника - Луны. А вот другим планетам земной группы в этом смысле повезло значительно меньше. Известно, что наклоны осей более мелких планет земной группы - Меркурия (7 градусов), Марса (25) и Венеры (3) - со временем меняются довольно значительно (у Марса речь идет о десятках градусов за десятки тысяч лет, у Венеры наклон оси меняется довольно хаотическим образом). Все сказанное, впрочем, совершенно не относится к планетам-гигантам, наклоны осей вращения которых к эклиптике (от 3 градусов для Юпитера до примерно 26 градусов у Сатурна, 29 - у Нептуна и 82 (или 98, если сравнивать по абсолютной величине с другими планетами) - у Урана, вращающегося практически "на боку") считаются очень устойчивыми. Скорее всего, фактическое отсутствие колебаний осей в случае планет-гигантов объясняется тем, что наблюдаемый характер вращения этих планет установился очень давно - на заре Солнечной системы, приблизительно 4,5 миллиарда лет назад.

Новая теория Брунини объясняет происхождение наклонов осей вращения гигантских планет в контексте модели формирования планет, разработанной в прошлом году Алессандро Морбидели (Alessandro Morbidelli) и Клеомени Цигани (Kleomenis Tsiganis) из французской Обсерватории Лазурного берега (Observatoire de la Côte d'Azur), Халом Левисоном (Hal Levison) из американского Юго-западного научно-исследовательского института (Southwest Research Institute - SwRI) в Боулдере (штат Колорадо) и Родни Гомесом (Rodney Gomes) из бразильской Национальной обсерватории. Согласно этой модели, орбиты внешних планет первоначально располагались гораздо ближе друг к другу, но когда гигантские планеты в ходе ранних этапов развития планетной системы получили из окружающего газа основную часть своей массы, было положено начало интенсивному поглощению тысяч крошечных каменистых и ледяных шариков-планетезималей "прочесывающими" газопылевой диск Протоюпитером и Протосатурном (ранее наклоны осей гигантских планет пытались объяснять столкновениями с протопланетами размером с Землю, но появление таких "дополнительных" объектов Брунини считает странным и противоестественным, к тому же необъяснимой тогда останется корреляция с этими наклонами орбитальных плоскостей правильных спутников планет).

Суммарный гравитационный эффект от всех этих планетезималей, основная часть которых находилась в диске за пределами орбиты Нептуна, заставлял газовых гигантов мигрировать: Сатурн сместился дальше от Солнца, в то время как Юпитер, наоборот, придвинулся ближе к светилу. Этот процесс в конечном счете закончился тогда, когда Сатурн приобрел орбитальный период, который ровно в два раза превышал период обращения по своей орбите Юпитера.

Брунини получил этот результат, решив уравнения, описывающие движения и вращение планет при условии, что изначально они находились намного ближе к Солнцу. В вычисления было также заложено условие, что радиусы орбит Сатурна и Урана за первые сто миллионов лет существования Солнечной системы медленно росли. В ходе этого смещения оси вращения гигантских планет заняли их нынешние позиции за счет гравитационных взаимодействий между планетами, ну а далее они уже не менялись - ведь изрядные расстояния между планетами-гигантами не способствовали проявлению каких-либо заметных гравитационных взаимовлияний.

"Мои результаты позволяют сделать еще один шаг вперед в понимании процессов формирования нашей Солнечной системы", - уверен Брунини. Теперь он собирается распространить свою теорию на случаи инозвездных (экстрасолнечных) планетных систем.

Источники:
New light on giant tilts - PhysicsWeb
Big planets' gravitational dance made them tilt - Reuters
Gravity dance tilted giant planets - ABC
A Tilted View of the Planets - Washington Post

Ссылки:
Прецессия
Прецессия ("Астрофорум")
Пятая сила

Максим Борисов, 02.05.2006


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей