2010.10.15. - Milyen hatása van a Neptunusznak a Kuiper-övre?

Egy új numerikus szimuláció szerint a Neptunusz kisebb hatást gyakorolhat, illetve gyakorolhatott a Kuiper-övre és objektumaira, mint ahogyan a jelenlegi modellek alapján gondolták.

A University of Victoria PhD hallgatója, Alex Parker által a doktori értekezése részeként témavezetője, J.J. Kavelaars (NRC Herzberg Institute of Astrophysics) irányításával végzett számítógépes szimulációk azt jelzik, hogy a Kuiper-övben meglepően nagy számban azonosított lazán kötött kettős objektumok nem létezhetnének, ha a Neptunusznak szerepe lett volna a Naprendszer külső tartományaiba juttatásukban, ugyanis a bolygó gravitációs hatására mindenképpen szétszakadtak volna.

Parker szerint az ő munkájuk az első, amely - megmutatva, hogy sohasem kerülhettek túl közel a Neptunuszhoz - ezeket a kettős aszteroidákat használja az ún. klasszikus Kuiper-öv migrációjának és korai fejlődésének vizsgálatára. Ez a terület egy lapos gyűrű 6 és 7 milliárd kilométer közti távolságban a Naptól, amiben tízezerszámra találhatók 100 kilométernél nagyobb átmérőjű égitestek, melyek körülbelül harmada párokat alkot. Némely kettős azonban annyira lazán kötött, hogy a komponensek tömegközéppont körüli keringési ideje a 17 évet is elérheti.

A Neptunuszt szorosan megközelítő kettős aszteroidák felbomlásának folyamatát bemutató diagram.
[Alex Parker]

Az új eredmény komoly kihívást jelent a Naprendszer kialakulásának és fejlődésének népszerű elméletére, a nizzai csillagvizsgáló munkatársa, Alessandro Morbidelli és kollégái által kidolgozott ún. Nizza-modellre. Ez utóbbi szerint a gázóriásoknak a protoplanetáris korong disszipációja utáni migrációja - melynek során jelenlegi pályájukra kerültek -, megmagyarázhat olyan eseményeket, mint a Kései Nagy Bombázási Időszak (Late Heavy Bombardment Era) vagy indokolhatja a kis égitestekből álló tartományok, mint a Kuiper-öv és az Oort-felhő létét. Az elmélet szerint a Kuiper-öv belső széle kezdetben éppen az akkor a Naphoz még közelebb keringő Uránusz és Neptunusz pályáján túl volt. Amint azonban a Neptunusz kifele vándorolt, a Kuiper-öv objektumai kidobódtak innen a Naprendszer legkülső tartományaiba.

A Nizza-modellnek sok bírálója van, s most Parker munkája is azt sugallja, hogy a Kuiper-öv a jelenlegi pozíciójához közel alakult ki és az elmúlt évmilliárdok alatt gyakorlatilag semmilyen zavaró hatás nem érte. Parker szerint a Kuiper-öv kis inklinációjú (~ 2°) tagokból álló, klasszikusnak nevezett része őrzi a Naprendszer kialakulása után visszamaradt törmelékkorong fosszíliáit. A Naprendszer külső részének más populációi, például a Kuiper-öv egyéb részei azonban majdnem biztosan kapcsolatba kerültek a Neptunusszal. Mivel ezekben nincsenek olyan tág kettősök, mint a Kuiper-övben, Parker munkája közvetve alátámasztja ezt a hipotézist, ugyanis a laza pároknak a Neptunusz árapály-hatására mindenképpen fel kellett bomlaniuk.

A fantáziarajz azt mutatja, amint a Kuiper-öv egy ősi aszteroidakettőse megközelíti a Neptunuszt.
[Alex Parker]

Az eredményeket részletező előadás az AAS (American Astronomical Society) bolygókutatással foglalkozó divíziójának Pasadenában tartott ülésén hangzott el.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.10.11.