Noi cercetări care pornesc de la o analiză a orbitelor celor opt planete ale Sistemului Solar, cu tot cu sateliții lor, sugerează că în trecutul îndepărtat acesta ar fi putut număra 10 planete, conform unui studiu publicat pe 25 martie în revista Icarus, transmite miercuri Live Science.

Conform cercetării - care a comparat peste 100 de simulări ale istoriei timpurii a vecinătății noastre cosmice - este posibil să fi existat odată două planete gigantice suplimentare care se învârteau pe orbite în Sistemului Solar exterior, ajutând la remodelarea orbitelor celorlalte planete înainte de a fi în cele din urmă expulzate în spațiul interstelar.

La începuturile sale, Sistemul Solar era în continuă remodelare. O rearanjare drastică, numită 'instabilitatea planetelor gigantice', ar fi putut cauza migrarea planetelor gigantice - Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun - din pozițiile lor inițiale, ajungând mai departe de Soare.

Această migrație, propusă pentru prima dată în 2005 de astronomii din Nisa, Franța, ca parte a 'Modelului de la Nisa', a început probabil din cauza unor întâlniri și/sau ciocniri dintre planete și blocuri de construcție planetară rămase, numite planetesimale. În plus, modificările propuse în 2011 au sugerat că ar fi putut exista o a cincea planetă gigantică ale cărei întâlniri gravitaționale cu vecinii săi au alungat-o în cele din urmă din vecinătatea noastră cosmică.

Cu toate acestea, astronomii nu știu prea multe despre această planetă dispărută. Pentru a afla mai multe, noul studiu 'a testat sistematic efectele întâlnirilor apropiate dintre planete gigantice asupra stabilității orbitale a sateliților lor', a declarat pentru Live Science într-un e-mail Matthew Clement, cercetător științific la Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins (Baltimore, SUA) și primul autor al studiului.

Pentru analiza lor, cercetătorii au apelat la modele computerizate ale Sistemului Solar exterior timpuriu. Fiecare model a urmărit traiectoriile planetelor gigantice și ale unei mii de planetesimale pe o perioadă de 20 de milioane de ani.

Dintr-o bază de date construită anterior cu 100.000 dintre aceste modele, echipa a identificat un subset mai mic de 122 de simulări cu configurații finale în mare parte similare cu cele ale planetelor gigantice actuale. Aproximativ două cincimi din simulările acestui subset au început cu cinci planete gigantice, în timp ce restul au început cu șase. Apoi, echipa a 'reluat' aceste secvențe de întâlnire ale planetelor gigantice, și cu sateliții la locul lor, conform lui Clement.

Simulările au arătat că planeta (sau planetele) gigantică suplimentară a fost împinsă de la un vecin la altul, până când a fost expulzată din sistem. Dar simulările au dezvăluit și un rezultat neașteptat: sateliții lui Jupiter au rămas stabili în mare parte în simulările cu doi giganți de gheață suplimentari, în timp ce sateliții lui Uranus au rămas stabili în cele cu o singură planetă gigantică suplimentară. Cu alte cuvinte, sateliții lui Jupiter și ai lui Uranus par să fi fost conservați în evenimente separate - un rezultat pe care cercetătorii l-au considerat surprinzător.

Oamenii de știință au observat că trei dintre sateliții mari ai lui Jupiter - Io, Europa și Ganimede - există astăzi într-o rezonanță complexă de 1:2:4. Cu alte cuvinte, Io completează patru orbite în jurul lui Jupiter pentru fiecare două orbite ale Europei și una a Ganimede. Un astfel de dans delicat echilibrat sugerează că sateliții lui Jupiter au rămas în mare parte neatinși de când s-au format și, prin urmare, favorizează existența a două planete gigantice de gheață suplimentare, au spus cercetătorii.

În timp ce orbitau între giganții gazoși și Uranus, aceste planete suplimentare au destabilizat probabil sateliții lui Uranus, provocându-le coliziunea. Astfel de coliziuni ar fi fragmentat cel puțin parțial sateliții și ar fi vaporizat materiale volatile precum gheața, care s-a acumulat ulterior pe rămășițe, explicând posibil de ce Miranda, luna lui Uranus, are cu 50% mai multă gheață decât ceilalți sateliți ai planetei, au sugerat cercetătorii.

Dar aceasta nu este singura posibilitate. Două simulări au dat naștere unui scenariu asemănător cu Sistemul Solar actual, în care atât sateliții lui Jupiter, cât și cei ai lui Uranus au supraviețuit aceleiași instabilități. În aceste cazuri, era implicată doar o planetă gigantică de gheață suplimentară. Prin urmare, vor fi necesare simulări suplimentare pentru a afla dacă au existat două astfel de planete înghețate sau doar una, au spus cercetătorii în studiu.

Nu se pot deduce prea multe despre planetele care acum lipsesc, cu excepția maselor lor. În scenariile cu cinci planete gigantice, planeta suplimentară avea o masă similară cu cea a lui Neptun, în timp ce în cazurile cu șase planete, cele două planete suplimentare aveau mase cuprinse între cele ale Pământului și Neptun, ceea ce le face 'super-Pământuri'.

'Având în vedere că masele nu sunt prea diferite de cele ale lui Uranus și Neptun, proprietățile fizice (ale planetelor pierdute) erau probabil similare cu aceste planete', a declarat pentru Live Science prin e-mail co-autorul studiului Nathan Kaib, om de știință senior la Institutul de Științe Planetare din Tucson, Arizona.

Deși cercetătorii nu intenționează să cerceteze în mod activ planetele fugare, vor continua să studieze sateliții lui Uranus pentru a identifica semnături care arată că au fost perturbați și pentru a determina 'consecințele reale ale ceea ce se întâmplă dacă sateliții devin instabili', a mai spus Clement.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Anda Badea)

Foto: (C) ESA; CC BY-SA 3.0 IGO/www.livescience.com