قد يكون مكان الأرض في منطقة "Goldilocks" في نظامنا الشمسي ناتجًا عن طرد كوكب عملاق خامس من نظامنا الشمسي خلال أول 600 مليون سنة ، وفقًا لنشرة صدرت مؤخرًا.
قال المؤلف الدكتور ديفيد نسفورني من معهد جنوب غرب للأبحاث: "لدينا كل أنواع الأدلة حول التطور المبكر للنظام الشمسي". "إنهم يأتون من تحليل السكان عبر نبتون من الأجسام الصغيرة المعروفة باسم حزام كويبر ، ومن سجل القمع القمري."
استخدم نسفورني وفريقه القرائن التي كان عليهم أن يبنوها لمحاكاة الكمبيوتر للنظام الشمسي المبكر واختبار نظرياتهم. وقد نتج عن ذلك نموذج نظام شمسي مبكر له تكوين مختلف تمامًا عما هو عليه اليوم ، واختلاط الكواكب التي ربما أعطت الأرض المكان "المفضل" لتطور الحياة.
يفسر الباحثون القرائن على أنها دليل على أن مدارات المشتري وزحل وأورانوس ونبتون تأثرت بعدم استقرار ديناميكي عندما كان نظامنا الشمسي عمره حوالي نصف مليار عام فقط. ويعتقد أن عدم الاستقرار هذا ساعد في زيادة المسافة بين الكواكب العملاقة ، إلى جانب تشتيت الأجسام الصغيرة. دفع تناثر الأجسام الصغيرة الأجسام إلى الداخل وإلى الخارج مع بعض الأشياء التي تنتهي في حزام كويبر وأخرى تؤثر على الكواكب الأرضية والقمر. يعتقد أن كوكب المشتري قد بعثر أشياء إلى الخارج أثناء تحركه باتجاه الشمس.
إحدى مشاكل هذا التفسير هي أن التغييرات البطيئة على مدار المشتري ستضيف على الأرجح الكثير من الزخم إلى مدارات الكواكب الأرضية. ربما كان الزخم الإضافي قد تسبب في تصادم الأرض مع الزهرة أو المريخ.
قال نيسفورني: "اقترح الزملاء طريقة ذكية لحل هذه المشكلة". "اقترحوا أن يتغير مدار المشتري بسرعة عندما تشتت المشتري من أورانوس أو نبتون أثناء عدم الاستقرار الديناميكي في النظام الشمسي الخارجي."
بشكل أساسي إذا "قفزت" هجرة المشتري المبكرة ، فإن الاقتران المداري بين الكواكب الأرضية والمشتري يكون أضعف وأقل ضررًا على النظام الشمسي الداخلي.
أجرى نيسفورني وفريقه آلاف المحاكاة الحاسوبية التي حاولت نمذجة النظام الشمسي المبكر في محاولة لاختبار نظرية "القفز للمشتري". وجد نسفورني أن المشتري قفز في الواقع بسبب تفاعلات الجاذبية من أورانوس أو نبتون ، ولكن عندما قفز المشتري ، إما طرد أورانوس أو نبتون من النظام الشمسي. قال: "كان هناك خطأ واضح".
بناءً على نتائجه المبكرة ، أضاف نسفورني كوكبًا خامسًا عملاقًا ، مشابهًا لأورانوس أو نبتون لمحاكاة له. بمجرد أن أدار المحاكاة المعاد تشكيلها ، سقط كل شيء في مكانه. أظهرت المحاكاة الكوكب الخامس الذي أخرجه المشتري من النظام الشمسي ، مع بقاء أربعة كواكب عملاقة ، والكواكب الأرضية الداخلية لم يمسها أحد.
واختتم نسفورني حديثه بالقول: "إن احتمال وجود أكثر من أربعة كواكب عملاقة في النظام الشمسي في البداية ، وإخراج بعضها ، يبدو أنه يمكن تصوره بالنظر إلى الاكتشاف الأخير لعدد كبير من الكواكب العائمة في الفضاء بين النجوم ، مما يشير إلى طرد الكوكب يمكن أن تكون العملية شائعة. "
إذا كنت ترغب في قراءة ورقة Nesvorny الكاملة ، فيمكنك الوصول إليها على: http://arxiv.org/pdf/1109.2949v1
المصدر: بيان صحفي لمعهد ساوث وست للأبحاث
