Egy elveszett bolygó lehet a Naprendszer szerkezetének kulcsa

A Naprendszer egykor a mai néggyel szemben öt óriásbolygónak adott otthont, vonták le a következtetést az amerikai Southwest Kutató Intézet (SwRI) csillagászai naprendszerünk legújabb evolúciós modelljéből, ami szerint ez a bizonyos ötödik óriás a Jupiterrel való heves találkozás következtében, körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt sodródott ki a csillagközi űrbe.

A csillagászok évtizedek próbálnak magyarázatot adni a Naprendszer jelenlegi szerkezetére, különösen az Uránuszra és a Neptunuszra, amik nem alakulhattak ki ott, ahol jelenleg elhelyezkednek, mivel a gázkorong, ami idővel bolygókká állt össze, túl vékony volt a Naprendszer peremén ahhoz, hogy abból óriásbolygók szülessenek. Éppen ezért sokkal valószínűbb forgatókönyvnek tartják, hogy a bolygók kialakulásukkor egészen közel helyezkedtek el mind a Naphoz, mind egymáshoz, és csak akkor szóródtak szét, amikor a gáz- és porkorong elfogyott. Ezt az elméletet a Naprendszeren kívüli bolygórendszerek szorosabb pályái is alátámasztják.

Az óriásbolygók új pozícióinak elfoglalása egészen biztosan nem volt békésnek nevezhető. A korábbi szimulációk szerint legalább egy bolygónak, az Uránusznak vagy a Neptunusznak ki kellett volna lökődnie a Naprendszerből a nagy vándorlásban, ez azonban nem következett be. "Nem tudtuk hogyan lehetne erre magyarázatot találni" - mondta David Nesvorny, az SwRI munkatársa, aki most úgy véli, egy a kezdetekkor a Szaturnusz és Uránusz között keringő áldozati jégóriás személyében megtalálták a megoldást. "Ha öt gázbolygóval indulunk, akkor is oda jutunk, hogy egy bolygó elveszik. Az esetek nagy részében egy kiváló Naprendszer-hasonmást kapunk"

Nesvorny összesen 6000 számítógépes szimulációt futtatott négy illetve öt gázóriással, folyamatosan változtatva Nap körüli kiindulási helyzetüket. A szimulációk nem sokkal a gázkorong szétoszlása után indultak és 100 millió év folyamatait ölelték fel, ami elegendő idő a bolygók végleges pályáinak elfoglalásához. A négybolygós szimulációk 90 százaléka hozott hárombolygós végeredményt, míg az ötbolygós szimulációk fele adott a mai Naprendszerhez egészen hasonló négybolygós konstellációt. A legjobb eredmény akkor született, amikor az ötödik bolygót a Szaturnusz és az Uránusz közé helyezték, majd az a Jupiterrel való ütközés következtében kilökődött. Nesvory munkáját publikálásra alkalmasnak nyilvánította az Astrophysical Journal Letters.

Az ötbolygós forgatókönyv több más rejtélyt is megoldana. Ahhoz, hogy a belső sziklás bolygók ép bőrrel megússzák a gázóriások helyezkedését, a korábbi szimulációk szerint a Jupiternek "ki kellett ugrania" egy a Naphoz közelebbi pozícióból. "Az ugró Jupiter elméletet nagyon nehéz levetíteni egy négybolygós rendszerre, ugyanakkor egy ötbolygós esetben teljesen természetes" - mondta Nesvorny. Ha a Jupiter kirepítette az elveszett jégóriást a rendszerből, akkor perdületet vesztve eltávolodhatott a Naptól.

Az átrendeződés ugyancsak megzavarhatta az akkor még javában formálódó kisbolygóövet és az Oort-felhőt, a Neptunusz jelenlegi pályáján túl elhelyezkedő protobolygó gyűjtőhelyet, törmeléket zúdítva a belső Naprendszerre. Ez megmagyarázná azt a heves, 4 milliárd évvel ezelőtti időszakot, amit a csillagászok "késői nagy bombázásnak" neveznek.

Az elveszett bolygó még ma is itt keringhet valahol a Naprendszer közelében. Májusban japán csillagászok több magányos bolygót észleltek, amik a csillagközi űr sötétjében barangolnak. Ha Nesvorny modellje helytálló, akkor nagy valószínűséggel a magányos farkasok között van a Naprendszer ötödik óriásbolygója, immár vándorló exobolygóként.

A sziklás bolygóknak is lehetnek elveszett testvéreik. Korábbi kutatások azt sugallják, hogy volt egy ötödik sziklás bolygónk is, ami a Mars és a Jupiter között helyezkedett el, onnan lökődve ki a Naprendszerből, más kisebb bolygókat pedig a Jupiter vagy a Neptunusz kebelezhetett be. "Naprendszerünk ma nyugodt és csendes, a múltja azonban rendkívül heves lehetett" - összegzett Nesvory.