19 mei 2021

Kende het vroege zonnestelsel een vijfde grote gasreus?

Basic Grand Tack model


Het zonnestelsel telt acht planeten en de helft er van zijn kleine rotsachtige planeten (Mercurius, Venus, Aarde en Mars) in het binnenste deel van het zonnestelsel, de andere helft zijn gasreuzen (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) in de buitenste regionen, met een planetoïdengordel tussen de twee in. Het vermoeden bestaat dat de ligging van de gasreuzen niet altijd was zoals het nu is en er zijn twee modellen die de mogelijke ‘migratie’ van die grote planeten beschrijven, het Grand Tack model en het Nice model. De laatste lijkt het beste de migratie van de gasreuzen te kunnen beschrijven én de verschillen tussen de binnenste en buitenste regionen van het zonnestelsel te kunnen verklaren. Hij heeft volgens computersimulaties alleen één nadeel: met slechts vier gasreuzen lijkt het model niet op te gaan, er is nog een vijfde gasreus nodig.

Het NICE model in het kort. CREDIT: GOMES, ET AL.

Mocht er inderdaad een vijfde gasreus zijn geweest, dan kunnen we nu met 100% zekerheid vaststellen dat ‘ie er niet meer is. Daar moet een ‘close encounter’ van deze gasreus met Jupiter of Saturnus voor hebben gezorgd, dat de vijfde gasreus uit het zonnestelsel werd gekegeld – Uranus en Neptunus zijn te licht om dit voor elkaar te krijgen. Vraag is vervolgens: als zo’n close encounter heeft plaatsgevonden, moet dat dan ook niet effect hebben gehad op de manen van Jupiter of Saturnus, met name op de buitenste manen, die het meeste te lijden hebben van een gravitationeel rendez vous met die hypothetische vijfde gasreus. Zouden die manen dit overleefd kunnen hebben? In een recent gepubliceerd artikel wordt ingegaan op deze specifieke vraag en daarbij hebben drie sterrenkundigen gekeken naar de maan Callisto, de buitenste van de vier grote manen van Jupiter, en Iapetus, de buitenste grote maan van Saturnus. Wat blijkt uit de berekeningen: dat Callisto 42% kans heeft gehad om na een close encounter van Jupiter en de vijfde gasreus in z’n huidige baan te blijven, Iapetus daarentegen heeft slechts 1% gehad om dat kunstje te flikken. Het lijkt er dus op dat áls er een vijfde gasreus in het vroege zonnestelsel is geweest deze er door Jupiter is uitgeknikkerd en niet door Saturnus. Mmmm, nou we ‘t toch over Jupiter hebben, wat dachten jullie van deze korte maar prachtige video van de in slechts tien uur om z’n as draaiende gasreus, een filmpje samengesteld uit foto’s die met Hubble gemaakt zijn.

Bron: Koberlein.

Comments

  1. Zou het dan niet mogelijk zijn om terug te rekenen waar deze gasreus dan nu is? Gaat mij niet lukken, maar met een supercomputer zou dit dan moeten kunnen toch?

    • Met de juiste simulatieprogramma is alles mogelijk. 🙂 Maar we zullen eerst correcte modellen moeten hebben om ons sterrenstelsel goed te kunnen simuleren voordat je kan gaan berekenen waar een vermeende gasreus zou kunnen zijn die enkele miljarden jaren geleden uit ons zonnestelsel geknikkerd zou moeten zijn.

    • Nee, dat kan niet, bij gebrek aan gegevens.

      = = = = =

      Maar stel dat ten tijde van de Late Heavy Bombardment (LHB ; zo’n 4 miljard jaar geleden) deze 5e Gasreus in een zelfde baan als Jupiter zat. Dan moet zijn snelheid om de Zon vergelijkbaar zijn geweest aan de snelheid van Jupiter : Hoe sneller een object(planeet), hoe hoger de baan. (Zie : Wetten van Kepler).

      Jupiter draait nu in 11,86 jaar een rondje om de Zon op zo’n 5,2 AE afstand van de zon.
      Baanlengte (2*r*Pi) = 2 * 5,2 * 3,14 = 32,656 AE
      Omloopsnelheid = 32,656 / 11,86 = 2,75 AE/jaar

      Als onze illustere planeet door Jupiter is weg-gecaramboleerd, moet deze een vergelijkbare snelheid hebben gehad. Een mogelijkheid is dat hij al die tijd rechtdoor is ‘gevlogen’. De afstand ten opzichte van de Zon zou dan nu 11 miljard AE kunnen zijn. ~175 duizend lichtjaar.

      En de richting is uiteraard erg afhankelijk van het ‘seizoen’ van de planeet en Jupiter t.o.v. de Zon. Er is een redelijke kans dat een weg-te-caramboleren-planeet in een zelfde vlak blijft, waarin Zon en Jupiter ook al zitten, maar dat hoeft niet.
      Deze planeet kan ondertussen al een behoorlijk eind op weg zijn naar Andromeda (2 miljoen lichtjaar), maar het kan ook een heel andere kant op zijn gegaan. ( De Zodiak en Melkweg overlappen elkaar maar matig.)

      Een weggeschoten planeet kan natuurlijk ook zijn ingevangen door een toevallig te passeren ster, misschien wel A.-Centauri of Proxima. 🙂 Dat zou echter wel heel erg toevallig zijn.

      Die planeet zien we nooit meer terug, en hoe zouden we moeten aantonen dat een gevonden Reuzeplaneet bij onze Zon was ‘opgegroeid’. 😀

      Groet, Paul

      • gert1904 zegt

        Bijna helemaal mee eens. 👍😉.
        Één opmerking: De snelheid van een planeet in een “hogere” baan is -lager-, en niet -hoger- zoals jij schrijft. Zo is de omloopsnelheid van Jupiter ca. 13,1 km/sec, en die van de Aarde ca. 29,8 km/sec.

        De omloopsnelheid van de Zon om het centrum van de Melkweg is ca. 200 km/sec.

      • Enceladus zegt

        Kan het niet zo zijn dat deze vijfde gasreus weliswaar is weggeknikkerd door Jupiter, maar nu feitelijk de mysterieuze ‘Planet IX’ is, die sinds januari in de buitenste regionen van ons zonnestelsel wordt vermoed?

        groet,
        Gert (Enceladus)

        • Olaf van Kooten zegt

          Dat zou inderdaad ook mijn hypothese zijn Gert 🙂

          • Uit de paper van dit artikel; “Because the mass of the ejected IG is not well constrained, we select a fiducial value approximately equal to the mass of Uranus (8.68 x 10^25 kg)”

            ..oftewel 15xAarde…en planeet-9 zou 10xAarde zijn. In dit geval kan je dat een goede match noemen qua massa, dus het kan maarzo

        • Enceladus zegt

          Ik stel voor dat we het Planeet IX te zijner tijd gewoon even vragen. 😉

          groet,
          Gert (Enceladus)

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: