(Steven Burrows/JILA) Der größte Teil des Sonnensystems benimmt sich ziemlich gut, aber in den entfernteren Regionen, jenseits der Umlaufbahn von Neptun und weit weg vom Licht der Sonne, können die Dinge etwas … seltsam werden. Es gibt eine Reihe von Gesteinsbrocken, die die Sonne in einem Muster umkreisen, das sich völlig von den Objekten in der näheren Umgebung unterscheidet.
Aufgrund dieser scheinbaren Ablösung vom Rest des Sonnensystems werden diese dunklen, eisigen Körper als „abgelöste Objekte“ bezeichnet, und Astronomen haben nach einer Erklärung dafür gesucht, warum sie sich so seltsam verhalten.
Die mit Abstand bekannteste Erklärung wäre die hypothetische Existenz von Planet Neun - ein großer, unsichtbarer Planet, der am Rande des Sonnensystems lauert und diese losgelösten Objekte durch die Schwerkraft in ihre seltsamen Umlaufbahnen schleudert.
Aber Planet Neun ist nicht die einzige Option, und nun glauben zwei Astrophysiker, die bisher beste Erklärung gefunden zu haben. Ihrer Analyse zufolge ist es nicht Planet Neun, der diese getrennten Umlaufbahnen zerstört. Sie stellen vielmehr fest, dass die kollektive Schwerkraft der losgelösten Objekte selbst zu Instabilitäten geführt hat, die die Umlaufbahnen über Millionen von Jahren verschoben haben.
„Diese Region des Weltraums, die uns so viel näher ist als die Sterne in unserer Galaxie und andere Dinge, die wir gut beobachten können, ist uns einfach so unbekannt.“ erklärte die Astrophysikerin Ann-Marie Madigan der University of Colorado Boulder.
„Wir sind das erste Team, das in der Lage ist, alles zu reproduzieren, all die seltsamen Orbitanomalien, die Wissenschaftler im Laufe der Jahre gesehen haben.“
Auch wenn wir nicht leicht sehen können, was sich hinter Neptun befindet – es ist schwer, etwas zu erkennen, selbst wenn es ein paar Hundert Kilometer breit ist, wo so wenig Licht hinkommt –, gibt es immer mehr Beweise für eine einigermaßen besiedelte Region.
Wir reden hier nicht darüber Kuiper Gürtel , die sich von knapp jenseits der Neptunbahn erstreckt, etwa 30 Astronomische Einheiten (AU), ein Stück weit jenseits der am weitesten entfernter Punkt auf der Umlaufbahn von Pluto , etwa 55 astronomische Einheiten. Der Verhalten von Objekten des Kuipergürtels ist größtenteils gut verstanden.
Freistehende Objekte sind noch weiter von der Sonne. Es gibt Leleākūhonua , der im Perihel nur bis zu 65 AE kommt, also seiner nächsten Annäherung an die Sonne, mit einem Aphel bei 2.106 AE. der Kern schwankt zwischen 76 und 937 astronomischen Einheiten. FarFarOut wurde in einer Entfernung von 140 AE entdeckt. Du hast die Idee.
Und es ist nicht nur die Entfernung. Diese Körper befinden sich nicht auf schönen, ordentlichen Umlaufbahnen. Stattdessen sind ihre Umlaufbahnen normalerweise stark elliptisch und in einem geneigten Winkel relativ zur mehr oder weniger flachen Ebene des Sonnensystems, zwei Eigenschaften, die als Exzentrizität bzw. Neigung bekannt sind. Außerdem scheinen sich die Körper gelegentlich anzugleichen, was auf einen gemeinsamen Urheber all der Fremdartigkeit hindeutet.
Um eine Erklärung für das Geschehen zu finden, führten Madigan und ihr Kollege, der Astrophysiker Alexander Zderic von der University of Colorado Boulder, Simulationen des äußeren Sonnensystems durch und nutzten dabei die Leistung eines Supercomputers für die rechenintensive Aufgabe, das Kollektiv und das Individuum zu berücksichtigen Massen dieser Objekte des äußeren Sonnensystems.
Dies ist der Forschung des Paares und nicht unähnlich veröffentlicht im Jahr 2018 , aber die neue Simulation wurde aktualisiert, um realistischer zu sein.
„Wir haben etwas modelliert, das möglicherweise einst im äußeren Sonnensystem existierte, und auch den Gravitationseinfluss der Riesenplaneten berücksichtigt.“ Jupiter ,' sagte Zderic .
Ihre Simulation deckte den Bereich zwischen 100 und 1.000 Astronomischen Einheiten ab und lief für verschiedene Konfigurationen und Massenbereiche, mit dem Ausgangspunkt einer geordneten Umlaufbahn um die Sonne.
Die Ordnung der abgelösten Objekte blieb insbesondere bei den höheren kollektiven Massen nicht lange erhalten. Mit der Zeit in der Simulation begannen die Objekte zu interagieren – sie drückten und zogen sich gegenseitig und kamen vom Kurs ab.
Am Ende erzielte die Simulation ein Ergebnis, das den Umlaufbahnen der abgetrennten Objekte heute sehr ähnlich sieht. Dafür war jedoch eine ganze Menge Masse im äußeren Sonnensystem erforderlich.
„Man brauchte Objekte, die zusammen etwa 20 Erdmassen ausmachten.“ Sagte Madigan . „Theoretisch ist das möglich, aber es wird definitiv gegen die Überzeugungen der Menschen stoßen.“
Diese Gesamtmasse ist auch a um einiges holpriger als Planet Nine . Dennoch ist das Ergebnis eine starke Konkurrenz zur Planet Nine-Theorie, insbesondere seit Madigan, Zderic und ihren Kollegen sind nicht die einzige Mannschaft, die gezeigt hat die Möglichkeit, dass ein Haufen Steine der Übeltäter sein könnte.
Zusätzlich, zwei getrennte Umfragen haben neue Schwärme losgelöster Objekte identifiziert – Daten, die in die Simulationen einbezogen wurden –, die keine Hinweise auf die scheinbare Ausrichtung zeigen, von der angenommen wird, dass sie auf die Anwesenheit von Planet Neun hinweist.
Aber wir werden wahrscheinlich auf bessere Instrumente warten müssen, um endlich eine Entscheidung in die eine oder andere Richtung zu treffen.
„Ein großer Teil der jüngsten Faszination für das äußere Sonnensystem hängt mit technologischen Fortschritten zusammen.“ sagte Zderic . „Um diese Körper zu beobachten, braucht man unbedingt Teleskope der neuesten Generation.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astronomische Journal .