Теория Ларина отлично согласуется с современными достижениями в моделировании образования планет.
На сайте Phys.org появилась статья описывающая последние достижения бразильской группы ученых, занимающихся моделированием развития Солнечной системы (СС). На данный момент, это ведущая группа в данных исследованиях добившаяся прорывных результатов в моделировании и установивших ряд закономерностей изменяющих наши представления.
Сценария образования СС, разработанный ученными, отлично согласуется с моделью предложенной в 80-е года прошлого века советским геологом Владимиром Николаевичем Лариным, а точнее является ее детальным продолжением, с момента наступившего после процесса магнитной сепарации вещества протопланетного диска.
Выводы ученых подтверждают ряд основных положений теории Ларина, а именно:
- образование солнечной системы происходило гораздо быстрее чем предполагали ранее;
- формирование происходило вблизи звезды с последующим удалением на современные орбиты;
- наличие сил обеспечивающих взаимный гравитационный резонанс системы во время формирования газопылевого диска.
Предлагаю ознакомится с содержанием статьи опубликованной Phys.org
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА ПРИОБРЕЛА СОВРЕМЕННУЮ КОНФИГУРАЦИЮ ВСКОРЕ ПОСЛЕ НАЧАЛА ФОРМИРОВАНИЯ.
Модель, разработанная бразильскими исследователями, показывает хаотическую фазу, которая помещает объекты на текущие орбиты, в течение первых 100 миллионов лет после образования планет-гигантов.
Гипотеза о том, что Солнечная система возникла из гигантского облака газа и пыли, была впервые выдвинута во второй половине XVIII века немецким философом Эммануилом Кантом и в дальнейшем развита французским математиком Пьером-Симоном де Лапласом. В настоящее время астрономы пришли к единому мнению по этому вопросу. Благодаря огромному количеству имеющихся в настоящее время данных наблюдений, теоретических исходных данных и совершенствующихся вычислительных ресурсов.
Здесь не обошлось без споров. До недавнего времени считалось, что Солнечная система приобрела свои нынешние черты в результате периода турбулентности, который протекал примерно 700 миллионов лет с момента образования диска. Однако некоторые из последних исследований показывают, что он сформировался гораздо быстрее, в течение первых 100 миллионов лет.
Моделирование, проведенное тремя бразильскими исследователями, дает убедительные доказательства более раннего структурирования. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Icarus, исследование было поддержано Исследовательским фондом Сан-Паулу FAPESP. Авторы работы являются сотрудниками государственного университета Сан-Паулу. Ведущий автор - Рафаэль Рибейро де Соуза, в соавторстве с Андре Изидору Феррейра Да Коста и Эрнесто Виейра Нето.
"Большое количество данных, полученных в результате детального изучения Солнечной системы, позволяет нам с большой точностью определять траектории многих тел, вращающихся вокруг Солнца, - сказал Рибейро. - Орбитальная структура позволяет нам написать историю формирования Солнечной системы. Сформировавшиеся из газово-пылевого облака, окружавшего солнце около 4,6 миллиарда лет назад, планеты-гиганты образуются на орбитах, расположенных ближе друг к другу, а также ближе к Солнцу. Орбиты также были более компланарными и более круглыми, чем сейчас, и связанными в резонансную динамическую систему. Подобные стабильные системы являются наиболее вероятным результатом гравитационной динамики планетообразования из газовых протопланетных дисков."
- Четыре планеты-гиганта (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) сформировались из газового и пылевого облака на более компактных орбитах, - сказал он. "Их движения были сильно синхронными благодаря резонансным связям, причем Юпитер совершил три оборота вокруг Солнца, а Сатурн - два. Все планеты были вовлечены в эту синхронность, вызванную динамикой первичного газового диска и гравитационной динамикой планет."
На всем протяжении формирования внешней области Солнечной системы, включающей в себя зону, расположенную за пределами современных орбит Урана и Нептуна, Солнечная система состояла из множества планетозималей, небольших камней и льда считаются строительными блоками планет и астероидов, комет и спутников.
Внешний планетарный диск стал разрушать гравитационное равновесие системы. Резонанс нарушился после газовой фазы, и система вошла в период хаоса, во время которого гигантские планеты активно выбрасывали окружающую материю в космос своей гравитацией.
"Плутон и его ледяные соседи были вытеснены в пояс Койпера, где находятся сейчас, и вся группа мигрировала на орбиты, более удаленные от Солнца", - сказал Рибейро.
Пояс Койпера, существование которого было предложено в 1951 году голландским астрономом Джерардом Койпером и позднее подтверждено астрономическими наблюдениями, представляет собой тороидальную (кольцевидную) структуру, состоящую из тысяч малых тел, вращающихся вокруг Солнца. Такое разнообразие орбит как в поясе Койпера не наблюдается ни в одной другой части Солнечной системы. Внутренний край пояса начинается за орбитой Нептуна, примерно в 30 астрономических единицах от Солнца. Внешний край находится примерно в 50 а.е. Одна а.е равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.
Возвращаясь к нарушению синхронности и наступлению хаотической стадии, возникает вопрос, когда это произошло - очень рано, когда Солнечной системе было не более 100 миллионов лет, или гораздо позже, через 700 миллионов лет после образования планет?
"До недавнего времени преобладала гипотеза поздней нестабильности", - сказал Рибейро. "Датировка лунных камней, привезенных астронавтами "Аполлона", предполагает, что они были созданы астероидами и кометами, врезавшимися в лунную поверхность примерно в одно время. Этот катаклизм известен как "поздняя тяжелая бомбардировка" Луны. Если это произошло на Луне, то, по-видимому, это также произошло на Земле и других планетах Солнечной системы земного типа. В последние время идею "поздней бомбардировки" Луны потеряла актуальность."
Согласно расчетам Рибейро, если бы поздняя хаотическая катастрофа имела место, то она уничтожила бы Землю и другие планеты земного типа. В лучшем случае, вызвала бы возмущения, которые переместила их на совсем другие орбиты, чем те, которые мы наблюдаем сейчас.
Кроме того, обнаружено, что лунные камни, доставленные астронавтами "Аполлона", были произведены одним процессом. Если бы они возникли в конце нестабильности гигантских планет, были бы доказательства нескольких бомбардировок, учитывающих разбрасывание планетезималей планетами гигантами.
"Отправной точкой для нашего исследования стала идея о том, что нестабильность следует датировать динамически. Нестабильность могла произойти позже, если после потери газопылевой фазы системы, расстояние между внутренним краем диска планетезималей и орбитой Нептуна было больше чем мы имеем в настоящем. Наша симуляция показала невозможность увеличения этого расстояния", - сказал Рибейро.
Этот аргумент основан на простой правиле: чем меньше расстояние между Нептуном и поясом Койпера, тем больше гравитационное влияние, а следовательно, и более ранний период нестабильности. И наоборот, более поздняя нестабильность требует большего расстояния.
- То, что мы сделали, - это сформировали первичный планетезимальный диск. Для этого нам пришлось вернуться к формированию ледяных гигантов Урана и Нептуна. Компьютерное моделирование, выполненное в программе, разработанной профессором Изидоро в 2015 году, показало, что образование Урана и Нептуна, вероятнее всего, произошло из планетарных эмбрионов с несколькими земными массами. Несколько столкновения этих сверхземель могли бы объяснить, например, почему Уран вращается на боку", - сказал Рибейро, ссылаясь на "наклон" оси вращения Урана, вдоль плоскости эклиптики, а не поперек, как у остальных планет.
Предыдущие исследования группы показали важность расстояния между орбитой Нептуна и внутренней границей диска малых планет, но тогда они использовали модель, в которой планеты гиганты уже сформировались.
"Новизна последнего исследования в том, что модель начинается с не полностью сформированных планет. Уран и Нептун все еще находятся в стадии роста. а механизм увеличения массы - это два или три столкновения с объектами до пяти земных масс", - рассказал Изидоро.
"Представьте себе ситуацию, когда Юпитер и Сатурн уже образовались, а на месте Урана и Нептуна вращаются пять-десять сверхземель, которые вынуждаются газом синхронизироваться с Юпитером и Сатурном. Поскольку объектов много, их синхронность распадается, и они в конечном итоге сталкиваются. Столкновения сокращают их количество, делая возможной синхронизацию. В конце концов, остаются Уран и Нептун. По мере формирования ледяных гигантов ими поглощался протопланетный диск. Часть вещества приросло к Урану и Нептуну, а часть переместилось на окраины Солнечной системы. Таким образом, рост Урана и Нептуна определил положение внутренней границы диска малых планет. То, что осталось от диска, теперь является поясом Койпера. Пояс Койпера - это в основном реликт изначального планетарного диска, который когда-то был гораздо более массивным."
Предложенная модель согласуется с текущими орбитами планет-гигантов и со структурой, наблюдаемой в поясе Койпера. Предлагаемая модель согласуется с движением троянцев, большой группы астероидов, которые делят орбиту Юпитера и, по-видимому, были захвачены во время нарушения синхронности.
В статье, опубликованной Изидоро в 2017 году, Юпитер и Сатурн еще находились в процессе формирования, причем их рост способствовал смещению орбит пояса астероидов. Последняя статья является своего рода продолжением, начиная со стадии, на которой Юпитер и Сатурн были полностью сформированы, но все еще синхронизированы, и описывает эволюцию Солнечной системы с этого момента.
- Гравитационное взаимодействие между планетами-гигантами и планетным малым диском вызвало возмущения в газовом диске, которые распространились в виде волн. Волны создавали компактные и синхронные планетные системы. Когда газ закончился, взаимодействие между планетами и планетным малым диском нарушило синхронность и породило хаотическую фазу. Принимая это во внимание, мы обнаружили, что просто не существует условий для того, чтобы расстояние между орбитой Нептуна и внутренней границей диска карликовых планет стало достаточно большим, чтобы подтвердить гипотезу о поздней нестабильности. Это основной вклад нашего исследования, который показывает, что нестабильность произошла в первые 100 миллионов лет, и, возможно, произошла до образования Земли и Луны", - сказал Рибейро.
Жозе Тодеу Орантес (перевод - С. Орехов)
Click to view