Bildnachweis: NASA
Forscher des Southwest Research Institute glauben, dass sie eine Theorie haben, die erklären könnte, warum es so wenige Objekte im Kuipergürtel gibt - eine Gruppe von Objekten außerhalb der Umlaufbahn von Neptun. Nach Theorien zur Entstehung von Planetensystemen sollte sich im Kuipergürtel 100-mal mehr Material befinden, als Astronomen beobachtet haben. Die Forscher glauben, dass sich die Gasriesen, einschließlich Neptun, näher an der Sonne gebildet haben und im Laufe der Zeit langsam weiter nach außen gewandert sind. Als Neptun auswanderte, hätte es die Kuiper-Objekte aus dem Sonnensystem schieben können.
Eine neue Studie von Forschern des Southwest Research Institute (SwRI) und des Observatoire de la C? Te d'Azur liefert eine Erklärung für einen der mysteriöseren Aspekte der Population von Objekten jenseits von Neptun. Auf diese Weise erhält es einen einzigartigen Einblick in die protoplanetarische Scheibe, aus der sich die Planeten des Sonnensystems gebildet haben. Die Ergebnisse werden in der Nature-Ausgabe vom 27. November veröffentlicht.
Der Kuipergürtel ist eine Region des Sonnensystems, die sich von Neptuns Umlaufbahn nach außen erstreckt und Milliarden eisiger Objekte mit einem Durchmesser von Kilometern bis zu Tausenden von Kilometern enthält. Es wurde 1992 entdeckt und seitdem wurden fast 1.000 Objekte katalogisiert. Einige dieser Objekte sind sehr groß - das größte hat einen Durchmesser von mehr als 1.000 Kilometern.
Als Astronomen diese Struktur untersucht haben, hat sich ein Rätsel gelöst. Wie die meisten Planeten im Sonnensystem wird angenommen, dass die großen Objekte des Kuipergürtels aus kleineren Objekten entstanden sind, die bei einer Kollision zusammenklebten. Damit dieser Prozess in den fernen Regionen jenseits von Neptun funktioniert hat, müsste der Kuipergürtel mehr als das Zehnfache der Materialmenge enthalten, die auf der Erde vorhanden ist. Teleskopuntersuchungen dieser Region zeigen jedoch, dass sie derzeit etwa ein Zehntel der Masse der Erde oder weniger enthält.
Um das Rätsel zu lösen, haben Forscher seit mehreren Jahren nach einer Möglichkeit gesucht, mehr als 99 Prozent des Materials des Kuipergürtels zu entfernen. Dr. Harold Levison (SwRI) und Dr. Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C? Te d'Azur aus Nizza, Frankreich) beschreiben jedoch in ihrem Artikel „Bildung des Kuipergürtels durch den äußeren Transport von Objekten während der Migration von Neptun“. dass der Kuipergürtel möglicherweise überhaupt nicht viel Masse verloren hat.
"Das Problem der Massenverarmung steckt seit einiger Zeit in unserer Kehle", sagt Levison, ein Mitarbeiter der SwRI Space Studies Department. "Es sieht so aus, als hätten wir endlich eine mögliche Antwort."
Levison und Morbidelli argumentieren, dass die protoplanetarische Scheibe, aus der sich die Planeten, Asteroiden und Kometen gebildet haben, am aktuellen Standort von Neptun, der sich auf 30 astronomischen Einheiten befindet (AU, der durchschnittliche Abstand zwischen Sonne und Erde), einen bislang unerwarteten Rand hatte. und dass die Region, die jetzt vom Kuipergürtel besetzt ist, leer war. Alle Objekte des Kuipergürtels, die wir jenseits von Neptun sehen, bildeten sich viel näher an der Sonne und wurden in den letzten Stadien der Planetenbildung nach außen transportiert.
Forscher wissen seit 20 Jahren, dass sich die Umlaufbahnen der Riesenplaneten während ihrer Entstehung bewegten. Insbesondere Uranus und Neptun bildeten sich näher an der Sonne und wanderten nach außen. Levison und Morbidelli zeigen, dass Neptun alle beobachteten Objekte des Kuipergürtels während der Migration nach außen hätte schieben können.
"Wir haben das Problem der Massenverarmung wirklich nicht gelöst, wir haben es umgangen", sagt Levison. "Nach unserer Arbeit war die Leere jenseits von Neptun wahrscheinlich frei von Gegenständen."
In diesem Modell enthielt der Bereich innerhalb von 30 AE jedoch genügend Material, damit sich die Kuipergürtelobjekte bilden konnten. Die Mechanismen, mit denen Neptun den Kuipergürtel herausdrückte, betrafen nur einen kleinen Teil der Objekte. Dies wurden die Objekte, die von Astronomen gesehen wurden; Der Rest wurde von Neptun aus dem Sonnensystem zerstreut. Diese neue Theorie erklärt viele der beobachtbaren Merkmale des äußeren Sonnensystems, einschließlich der Eigenschaften der Umlaufbahnen der Kuipergürtelobjekte und der Position von Neptun.
"Einer der rätselhaften Aspekte der Migration von Neptun ist, warum sie dort aufgehört hat, wo sie war", sagt Morbidelli. „Unser neues Modell erklärt dies ebenfalls. Neptun wanderte, bis es den Rand der protoplanetaren Scheibe erreichte, und an diesem Punkt hörte es abrupt auf. “
Die NASA, die National Science Foundation und das Centre National de la Recherche Scientifique in Paris haben diese Forschung finanziert.
Originalquelle: SwRI-Pressemitteilung
