Quatro dos sistema photo voltaicOs planetas terrestres, incluindo a Terra e um mundo há muito perdido, provavelmente começaram a vida valer o sol a um ritmo fixo, de acordo com um novo estudo. As descobertas também sugerem que os planetas formados antes do que pensavam anteriormente.
Os astrônomos estão cada vez mais interessados em como os sistemas planetários mudam sua arquitetura interna em escalas de tempo cósmicas, motivadas por várias descobertas recentes da família Exoplanet, como o Coorte de sete planos orbitando o minúsculo Star Trappist-1.
Pesquisas anteriores descobriram que um estágio inicial da metamorfose de uma família planetária envolve pares, trigêmeos ou sistemas inteiros que se movem em uma batida rítmica – chamada ressonância – em torno de sua estrela dos pais. Os planetas em ressonância têm períodos orbitais que formam uma proporção de número inteiro. No sistema TRAPPIST-1, por exemplo, o Planeta Mais Interno, Trappist-1 B, completa oito órbitas para cinco de seus vizinhos mais próximos.
Ressonância surge entre planetas nascidos dentro de um disco protoplanetário – O disco de detritos ao redor de uma estrela infantil – que ainda contém gás. Tais planetas aram através do gás, trocando seu movimento de rotação com ele, o que geralmente os leva a se mover em direção à estrela. Muitos desses planetas podem se aproximar o suficiente um do outro por seus períodos orbitais para “ressoar” ou se tornar múltiplos de número inteiro.
Hoje, o sistema photo voltaicOs planetas não estão em ressonância (embora Vênus e Marte Chegue perto, com uma proporção orbital-período de 3,05: 1). Mas em 2005, Os astrônomos mostraram Aquele Júpiter e Saturno valeram em uma batida ressonante emblem após o nascimento. Essa dança parou abruptamente 4,4 bilhões de anos atrás, no entanto, quando o disco de gás protoplanetário começou a evaporar, empurrando SaturnoAssim, Urano e Netuno para fora em um evento chamado instabilidade planetária gigante.
Relacionado: Qual é o número máximo de planetas que poderiam orbitar o sol?
Até agora, porém, ninguém havia examinado se os planetas terrestres já estiveram em ressonância, Chris Ormelprofessor associado da Universidade de Tsinghua em China e co-autor do novo estudo, disse à Dwell Science por e-mail. Isso ocorreu porque “uma teoria alternativa – que os planetas formados por uma série de impactos gigantes – pensavam ser adequados” para explicar como eles se comportam atualmente, disse ele.
Mas Pesquisa de 2013 A análise dos isótopos marcianos sugeriu que os planetas terrestres poderiam ter se formado quando o disco protoplanetário ainda period rico em gás, cerca de 10 milhões de anos após o nascimento do sistema photo voltaic. Isso significava que os planetas terrestres poderiam estar em ressonância.
Para examinar a hipótese, os autores do novo estudo criaram modelos de computador do sistema photo voltaic infantil. Cada modelo incluía dois planetas gigantes – Júpiter e Saturno – junto com quatro mundos rochosos: Marte, Theia (Um objeto hipotético do tamanho de Marte, cuja colisão com a Terra Early formou nossa lua), Early Earth (antes da colisão de Theia) e Vênus. Mercúrio Acredita -se que tenha sido criado por impactos gigantes, então os pesquisadores o excluíram das simulações.
Em todos os modelos, a equipe colocou Saturno mais perto de Júpiter do que é hoje e fez com que os mundos rochosos crescessem, acumulando seixos ou blocos de rochas maiores e trilhões de toneladas. Na maioria das simulações, Vênus, Terra, Theia e Marte formaram uma cadeia ressonante de 2: 3: 4: 6 dentro de um milhão de anos após o tempo simulado.
Os pesquisadores realizaram 13.200 simulações dos movimentos potenciais dos planetas em um intervalo de 100 milhões de anos, considerando os rebocadores gravitacionais que cada planeta exerceu sobre os outros. Na marca de 10 milhões de anos, no entanto, os pesquisadores fizeram Saturno se mover para fora “para simular a instabilidade gigante do planeta”. Shuo Huangum estudante de doutorado na Universidade de Tsinghua e o primeiro autor do estudo, disse à Dwell Science por e -mail.
Os pesquisadores descobriram que, com base nos parâmetros selecionados, até metade das simulações recriaram a configuração atual dos planetas terrestres. Isso incluiu aspectos como a ocorrência de uma única colisão Theia-Earth e a proporção de Período Orbital 3,05: 1 de Vênus e Marte-uma relíquia de sua ressonância passada.
Além disso, os resultados sugerem que os planetas formados no disco protoplanetário cheio de gás, nos primeiros 10 milhões de anos da criação do sistema photo voltaic, que é pelo menos 20 milhões de anos mais velho que Os modelos atuais prevêem.
Um planeta que poderia confirmar quantos anos os mundos rochosos são Vênus. Como (ao contrário da Terra e Marte) não sofreu nenhum impacto gigante, os autores acham que seu manto refletirá sua origem antiga. E missões futuras poderiam coletar tais amostras de manto, disse Huang.
Os resultados também indicam que planetas gigantes externos podem desestabilizar tremendamente seus companheiros internos. Os autores disseram que isso pode explicar por que sistemas ressonantes como o TRAPPIST-1 não têm planetas externos gigantes.
O novo estudo foi publicado em 18 de julho em The Astrophysical Journal.
