FoodPro Preloader

Av Jove! Distribusjon av Asteroid Belt Reveals Giant Planets Orbital Migration


Asteroidbeltet omgir det indre solsystemet som en steinete, ringformet vollgrav, som strekker seg ut fra bane Mars til Jupiter. Men det er tomrum i den vollgraven, spesielt hvor Jupiters orbitale påvirkning er spesielt sterk; enhver asteroide som er uheldig nok til å våge seg inn i en av de såkalte Kirkwood gapene (oppkalt etter matematiker Daniel Kirkwood) vil bli forstyrret og utløst fra beltets koselige begrensninger, og ofte slår seg på et kollisjonskurs med en av de indre, steinete planetene (som jord) eller månen. Men Ju

Asteroidbeltet omgir det indre solsystemet som en steinete, ringformet vollgrav, som strekker seg ut fra bane Mars til Jupiter. Men det er tomrum i den vollgraven, spesielt hvor Jupiters orbitale påvirkning er spesielt sterk; enhver asteroide som er uheldig nok til å våge seg inn i en av de såkalte Kirkwood gapene (oppkalt etter matematiker Daniel Kirkwood) vil bli forstyrret og utløst fra beltets koselige begrensninger, og ofte slår seg på et kollisjonskurs med en av de indre, steinete planetene (som jord) eller månen.
Men Jupiters trekk kan ikke redegjøre for omfanget av belteets utarmning i dag eller for den spottete fordeling av asteroider over beltet, med mindre det var en planlegging av planeter tidlig i solsystemets historie, ifølge ny forskning.
Studie medforfattere David Minton og prof. Renu Malhotra, planetariske forskere ved Universitetet i Arizona's Lunar and Planetary Laboratory i Tucson, rapporterer i naturen i dag at en omløpsmigrasjon av Jupiter og Saturn for fire milliarder år siden kan forklare den observerte fordeling av asteroider.
Forskerne utviklet en datamodell av asteroidbeltet under påvirkning av de ytre "gigantiske" planetene, slik at de kunne teste fordelingen som ville oppstå som følge av endringer i planets baner over tid. En simulering hvor banene forblir statiske, sier Minton, ikke enig med observasjonsbevis. "Det var steder, " sier han, "hvor det burde vært flere asteroider enn vi så."
På den annen side passer en simulering med en tidlig innflytelse av Jupiter innad og Saturn utover, resultatet av samspill med dunende planetesimaler (små kropper) fra oppbyggingen av solsystemet, den belagte observerte utformingen mye bedre. Den ujevne avstanden mellom asteroider "forklares lett av denne planeten-migrasjonsprosessen som andre har jobbet med, sier Minton, en kandidatstudent. Spesielt, "hvis Jupiter hadde startet litt lenger fra solen og deretter migrert innover mot sin nåværende plassering, ville" hullene det hugget inn i beltet også ha inntegnet innover, slik at beltet så mye som det gjør nå.
Joseph Hahn, spesialist i planetdynamikk ved Space Science Institute i Boulder, Colo., Sier at den nye forskningen støtter saken for tidlig planetarisk migrasjon. "Den gode avtalen mellom de simulerte og observerte asteroidefordelingen, " sier han, "er faktisk ganske bemerkelsesverdig." Jack Wisdom, en planetforsker ved Massachusetts Institute of Technology, sier at de fleste i feltet kjøper inn i planetarisk migrasjonsteori generelt. "Det virkelig interessante spørsmålet, som ikke er adressert i dette papiret, er mønsteret av migrasjon, " sier han-om asteroidebåndet kan brukes til å utelukke en av de konkurrerende teoriene om trekkmønstre.
Et problem som hevdes av den nye studien, sier Hahn, er den hastigheten der planetens baner endret seg. Minton og Malhotras simulering antar en ganske rask overføring av en million eller to millioner år, men "andre modeller av Neptuns tidlige omløpende utvikling har en tendens til å vise at migrasjonen går mye langsommere, " sier Hahn i flere titalls millioner år. "Jeg mistenker at oppfølgingsstudier av solsystemets tidlige historie også må forene disse to meget forskjellige tidsrammer, som forhåpentligvis vil føre til større forståelse for solsystemets tidlige utvikling."