Mooi patroon

Het model van Nice is een fysiek model dat de dynamische evolutie van het zonnestelsel simuleert in de nasleep van zijn vorming. Het ontleent zijn naam aan het Observatoire de la Côte d'Azur in Nice, waar het model oorspronkelijk ontwikkeld.

Het model stelt voor dat, lang na het verdwijnen van de protoplanetaire schijf, de vier gasreuzen een migratie hebben geleden om de huidige banen van een meer compacte orbitale configuratie, en dicht bij de zon Dit verschilt van de meer traditionele modellen gebaseerd op de theorie van de nevel zonne-energie, die in plaats suggereren verval van de banen van gasreuzen om wrijving met het puin disc. Het model wordt gekenmerkt door een fase instabiliteit van korte maar intense, waarin de buitenste planeten nam de banen bijzonder excentriek.

Het model wordt gebruikt in dynamische simulaties van het zonnestelsel om een ​​aantal evenementen zoals asteroïde bombardement van het binnenste zonnestelsel te verklaren, de vorming van de Oortwolk en het bestaan ​​van speciale populaties van kleine organisaties zoals de Kuipergordel, de Trojaanse asteroïden van Jupiter en Neptunus en de resonante trans-Neptunian objecten. Zijn vermogen om de meeste van de waargenomen in het zonnestelsel rekeningen van het feit dat dit model algemeen wordt aanvaard als de meer realistisch model van de evolutie van het vroege zonnestelsel kenmerken spelen, hoewel niet alle planetaire wetenschappers zijn volledig tevreden: een van de belangrijkste beperkingen in feite bestaat uit een slechte reproduceerbaarheid van de dynamiek van onregelmatige satellieten van de reuzenplaneten en objecten in lage glooiingshoek van de Kuipergordel.

Synthese model

De oorspronkelijke kern van het model is een trio van publicaties verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature in 2005, door Rodney Gomes, Harold F. Levison, Alessandro Morbidelli en Kleomenis Tsiganis ondertekend. In deze publicaties, de auteurs beschouwd als een originele configuratie waarin de vier gasreuzen van het zonnestelsel, net na het verdwijnen van de protoplanetaire schijf van gas, waren tot bijna cirkelvormige banen te reizen met een straal variërend tussen de 5,5 en ~ ~ 17 astronomische eenheden dus een meer compacte configuratie en dichter bij de zon dan op dit moment. Een brede en dichte gordel van planetoïden, bestaande uit silicaten en ijs, van het totale gewicht ongeveer 35 Earth massa, die zich vanaf de baan van de buitenste planeet tot ongeveer 35 AU.

De banen van planetesimalen in de binnenrand van de band leed de zwaartekracht perturbaties van de buitenplaneten, die een verandering van baanparameters bepaald. De buitenste planeten innerlijke geslingerd meeste ijzige lichamen die elkaar in hun pad, het uitwisselen met hen het impulsmoment; het resultaat was een migratiesaldo van de planeten en het behoud van het totale impulsmoment van het systeem. Hoewel elke afzonderlijke interactie minimale variaties in de overdracht van impulsmoment heeft vastgesteld, de som van de individuele interacties bereikte waarden als de werkelijke verplaatsing van de planetaire baan te bepalen. Het proces ging door tot de planetesimalen kwam niet in de buurt van Jupiter, wiens intense zwaartekrachtsveld had een remmend effect op hun val, ze stabiliseren samen sterk elliptische banen rond de zon of te verdrijven uit het planetenstelsel. Dit fenomeen heeft daarom een ​​lichte verval van de baan van Jupiter.

Het verlaagde zwaartekracht ontmoetingen bepaald de snelheid waarmee de planetesimalen werden uit de schijf en de bijbehorende snelheid van migratie. Na een paar honderd miljoen jaar van langzame en geleidelijke migratie, de twee reuzen binnenste, Jupiter en Saturnus, zij zelf bepalen in een orbitale resonantie 2: 1; de invoering van dit verschijnsel heeft geleid tot een verhoging van hun excentriciteit, waardoor het gehele planetaire systeem destabiliseren. De opstelling van planetaire banen werd veranderd met dramatische snelheid. Jupiter dreef Saturnus naar buiten, op de huidige locatie; Deze verhuizing is de onderlinge gravitationele interactie tussen de planeet en de twee ijsreuzen, gedwongen meer excentrische banen te nemen veroorzaakt. Op deze manier hebben de twee planeten de buitenste gordel planetesimale doorgedrongen, het uitwisselen van positie en gewelddadig verstoren van de banen van miljoenen planetesimalen en gooien ze van de band. Geschat wordt dat op deze wijze het externe station heeft verloren 99% van zijn oorspronkelijk gewicht, waarbij het huidige gebrek aan een grote populatie van trans-Neptunian objecten uit. Sommige van planetesimalen weggegooid door de ijsreuzen werden opgevoerd in het binnenste zonnestelsel, waardoor grotere impact in de rotsachtige planeten, de zogenaamde late zware bombardement.

Later, hebben de banen van de ijsreuzen hun huidige semi-hoofdas genomen, en de dynamische wrijving met de schijf van planetesimalen overlevende verminderde de excentriciteit van hun banen, waardoor ze weer bijna cirkelvormig.

In 50% van de oorspronkelijke simulaties gepresenteerd in de publicatie van Tsiganis en collega's, hebben Neptunus en Uranus zijn positie over een miljard jaar na de vorming van het zonnestelsel uitgewisseld. Echter, dit resultaat komt overeen met een regeling die alleen naar een uniforme verdeling van de massa in de protoplanetaire schijf.

Effecten op het zonnestelsel

Ontwikkelen van modellen om de dynamische ontwikkeling van een planetair systeem, uitgaande van verschillende initiële condities, voor het geheel van haar verleden uit te leggen, het is een complexe taak, die nog moeilijker door het feit dat de oorspronkelijke voorwaarden worden ontruimd te variëren, die bepaalt de eindresultaten min of meer verschillend van elkaar. De verificatie van de modellen eveneens een moeilijke taak, aangezien het onmogelijk is om direct evolutie observeren in actie; Echter, de geldigheid of anderszins van een model worden afgeleid door vergelijking van de verwachte resultaten van de simulaties met de waarnemingen. Op dit moment, computer modellen die nemen als initiële voorwaarden van die mooie patroon reflect meer meeste aspecten waargenomen in het zonnestelsel.

Late Heavy Bombardment

Het grote aantal inslagkraters gevonden op de maan en op rotsachtige planeten, gedateerd tussen 4,1 en 3,8 miljard jaar geleden, is een van de belangrijkste bewijs van de intense bombardementen te laat, een periode gekenmerkt door een intensivering van het aantal impacts astronomisch. Het aantal planetesimalen de maan bereikt volgens de mooi patroon komt overeen met die uit de kraters.

Constitutie van de families van de Trojaanse asteroïden en de belangrijkste riem

In de periode direct na het begin van de resonantie 2: 1 tussen Jupiter en Saturnus, de gecombineerde zwaartekracht invloed van reuzenplaneten in migratie zou snel een bestaande groep van Trojaanse paarden te destabiliseren in de L4 en L5 Lagrange punten van Jupiter en Neptunus. De orbitale gebied van de Lagrange punten bleek vervolgens dynamisch geopend.

Volgens het model van Nice, de planetesimalen verdreven uit de schijf is vernietigd in grote aantallen gekruist deze regio, venendone tijdelijk gevangen. Zodra de omlooptijd van instabiliteit beëindigd, de orbitale gebied werd dynamisch gesloten, vastleggen planetesimalen permanent aanwezig in het welke naar de huidige families vormen. De verkregen uit simulaties data samenvallen met de opmerkingen over de orbitale parameters van de Trojanen van Jupiter, in het bijzonder hun hoeken Hover, excentriciteit en hoge orbitale neigingen. Dezelfde mechanismen, afhankelijk van het model, zou leiden tot de vorming van Neptunus Trojaanse paarden.

Een groot aantal planetesimalen zou eveneens gevangen door de buitengebieden van de hoofdband, op een gemiddelde afstand van meer dan 2,6 AU, en het gebied van de familie Hilda. Vervolgens zou de gevangen objecten tegenkomen herhaalde botsingen, dat zij zouden worden uitgehold in vele kleine fragmenten weggevaagd door de zonnewind en door de Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack effect, dat zou hebben geholpen te verwijderen meer dan 90%. De grootteverdeling van de meest voorkomende doel van deze populatie wordt gesimuleerd uitstekende feedback in de commentaren, wat suggereert dat de Jupiter Trojans, asteroïden Hilda, sommige bandleden buiten de belangrijkste en misschien wel de dwergplaneet Ceres zou zijn de overblijfselen van de planetesimalen buitenste gordel na het afvangen en fragmentatie.

Onregelmatige satellieten

Elke oorspronkelijke populatie onregelmatige satellieten opgevangen door verschillende mechanismen, zoals resistentie tegen gasdynamica of stoten in de primitieve accretieschijf, zou gemakkelijk gedispergeerd door interacties tussen de planeten tijdens de fase van instabiliteit. In het model, een groot aantal planetesimalen interactie in deze fase met de reuzen ijzige en sommige van hen zijn gevangen genomen in reactie op de interactie met drie lichamen met planeten. De kans dat elk planetesimal moet worden opgevangen door een van de ijsreuzen relatief hoog, ongeveer 10. Deze nieuwe satellieten orbitale neigingen de meest uiteenlopende, anders dan de reguliere satellieten, die in overeenstemming van het equatoriale vlak van de planeet. De bijzondere helling van Triton, de grootste maan van Neptune, kan worden verklaard door aan te nemen dat de satelliet werd gevangen na drie-body interactie die leidde tot de desintegratie van een binaire planetoïde, waarvan Triton was minder massief lid . Toch zou dit mechanisme niet primair verantwoordelijk is voor de vangst van grote aantallen kleine onregelmatige satellieten gedetecteerd zijn; Het is ook mogelijk dat de planeten worden "uitgewisseld" enkele onregelmatige satellieten.

De banen van de satellieten gesimuleerde onregelmatige komen overeen met die waargenomen voor semi-grote assen, neigingen en excentriciteit, maar niet voor de grootteverdeling. De daaropvolgende botsingen tussen objecten gevangen verdacht botsing gezinnen vandaag de dag zou hebben gemaakt en die verantwoordelijk zijn voor de waargenomen afname van de populatie van de objecten op de huidige uitkeringen zou zijn.

Interacties tussen planetesimalen en Jupiter zijn vervuld in de simulatie, maar onvoldoende om de grote aanhang van onregelmatige satellieten die eigendom zijn van de planeet, die de werking van een tweede mechanisme of de noodzaak van een herziening van enkele model parameters van Nice suggereert verklaren.

De buitenste regionen van het zonnestelsel

De migratie van de buitenste planeten en hun interacties met Jupiter zijn nodig om de kenmerken van de buitengebieden van het zonnestelsel verklaren. Volgens het model, objecten gedwongen door Jupiter in zeer elliptische banen ging naar de Oortwolk, de tank meeste kometen van het zonnestelsel te vormen, terwijl de voorwerpen door Neptunus gebonden tijdens de migratie naar de huidige Kuipergordel vormen en de verstrooide disc.

Oorspronkelijk was de buitenste grenzen van het zonnestelsel, was er een gordel asteroïde beschouwd als de stamvader van de Kuipergordel, dichter en dichter bij de zon dan het is vandaag haar "nakomeling": de binnenrand lag in feite net buiten de banen de ijsreuzen en uitgerekt tot ongeveer 30-35 AU. Uranus en Neptunus waren dan dichter bij de zon dan het nu is, maar in omgekeerde posities, of Uranus was verder van de zon dan Neptunus.

Tijdens de migratie een aantal van de objecten, met inbegrip van Pluto, kwam om te communiceren met de baan van Neptunus, oprichting daarmee een orbitale resonantie. Het model van Nice kan de bezetting van de huidige resonantie verklaren de Kuipergordel name resonance 2: 5. Zoals Neptune gemigreerd uit het systeem, met het doel van het proto-Kuipergordel kwam hij worden beperkt in aantal resonantie en andere destabiliserende in chaotische banen. Er wordt aangenomen dat de objecten van de verstrooide disc op de huidige positie geplaatst door interacties met de resonanties migranten Neptune.

Het model wordt echter ontbreken van Nice met betrekking tot de meeste van de kenmerken van de distributie: in feite, is in staat om de "hot bevolkingsgroepen", dat wil zeggen voorwerpen die hoge waarden van glooiingshoek bezitten, maar niet de "bevolking koude" reproduceren, laag- tilt. De twee populaties niet alleen bezitten verschillende banen parameters, maar ook andere samenstellingen: de koude populatie aanmerkelijk roder dan warme lucht, die suggerische te zijn gevormd in een ander gebied van het zonnestelsel. De populatie hete worden gevormd nabij Jupiter en wordt herleid in de buitenkant van het systeem als gevolg van interactie met het gas reuzen; de bevolking zou vrij koud gevormd of minder in zijn huidige positie, maar later naar buiten zouden worden geduwd door Neptunus tijdens de migratie.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen reacties

Voeg een Commentaar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha