W 1995 roku astronomowie Michel Mayor i Didier Queloz odkryli egzoplanetę 51 Pegasi b. Obiekt krąży w odległości 0,05 jednostki astronomicznej od swojej gwiazdy, czyli ponad 7 razy bliżej niż Merkury od Słońca (ok. 0,38 AU). Okazuje się, że wiele egzoplanet, gdyby przenieść je do Układu Słonecznego, znajdowałoby się wewnątrz orbity Merkurego. Układ Kepler-11 posiada aż 5 takich planet. Dlaczego więc to Merkury jest najbliższą Słońcu planetą w naszym układzie? W jednej ze swoich prac astronom Christopher Spalding obwinia za to Słońce.

We wcześniejszych pracach sugerowano, że tzw. planetozymale, czyli niewielkie zarodki planet powstałe na początku formowania się Układu Słonecznego, nie mogłyby powstać w odległości mniejszej niż 0,3 AU. Spalding uważa, że zostały one stamtąd „zdmuchnięte” przez wiatr słoneczny. W każdej chwili Słońce wyrzuca w przestrzeń olbrzymie ilości naładowanych cząstek. Na początku swojego istnienia nasza gwiazda wirowała z większą szybkością i miała silniejsze pole magnetyczne, przez co wyrzucała w postaci wiatru słonecznego 10 razy więcej materii niż obecnie. W ten sposób Słońce mogło znacząco wpłynąć na planetozymale na małych orbitach.

W swojej pracy Spalding zbadał wpływ wiatru słonecznego na obiekty o rozmiarach 10, 100 i 1000 metrów. W symulacji planetozymale umieszczano w odległości 0,1 AU od Słońca i obserwowano ich ruch pod wpływem wiatru słonecznego przez 100 milionów lat (co najmniej 2 razy dłużej niż trwało formowanie Ziemi). Według symulacji stumetrowe obiekty zostały przemieszczone na odległość 0,3 AU w ciągu zaledwie 3 milionów lat, przez co przestały być potencjalnymi kandydatami na planety z orbitami mniejszymi niż orbita Merkurego.

Odległość planetozymali od Słońca w czasie. Dla porównania umieszczono na wykresie obiekty, których początkowe orbity wynoszą 0.1, 0.4, lub 1 jednostkę astronomiczną.

Jednakże, pomimo tego że małe planetozymale stanowiły większość obiektów, więcej masy zawierały te o większych rozmiarach, na które wiatr słoneczny nie wywierał tak dużego wpływu. Spalding sugeruje, że te większe planetozymale nie byłyby problemem, gdyby za ich pojawienie się w pobliżu Słońca odpowiadał Jowisz. Jest powszechnie akceptowane, że gazowe olbrzymy mogą migrować w pobliże swoich gwiazd. Jowisz mógł podczas formowania się Układu Słonecznego zbliżyć się na odległość 1,5 AU od Słońca i przynieść ze sobą większe planetozymale, które byłyby wtedy bardzo podatne na kolizje i rozpadłyby się na mniejsze obiekty.

Ilość materiału traconego wewnątrz orbity Merkurego po rozpadzie dużych planetozymali, przy założeniu, że tracone są wszystkie obiekty do oznaczonej wielkości. W rzeczywistości tracone są obiekty o rozmiarach nieprzekraczających 100m (czerwona linia).

Dla pozostałych większych planetozymali proces formowania byłby zbyt wolny, aby mogły powstać obiekty o rozmiarach planet. Mając zbyt mało materiału wokół siebie, zarodki planet nie mogłyby rosnąć, a po uformowaniu Merkurego i innych planet w większej odległości od Słońca, zostałyby przez nie wchłonięte, lub wyrzucone poza Układ Słoneczny.

Wcześniej sądzono, że na bliskich Słońcu orbitach nie mogły powstać planety, ponieważ nigdy nie było tam wystarczająco dużo materiału. Dzięki pracy Spaldinga wiadomo, że obiekty, które mógłby ze sobą przynieść Jowisz z innych regionów układu, zostałyby „wywiane” przez wiatr słoneczny. Podejście do tematu z różnych stron pozwala na głębsze poznanie naszego układu i zrozumienie dlaczego jest taki wyjątkowy.

Artykuł napisał Radosław Kubiś.

Source :

Astrobites

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu