
© NASA
Een object met een massa van acht keer de massa van Jupiter is mogelijk rond de zon gesuisd en kwam heel dicht in de buurt van de huidige baan van Mars, voordat het de omloopbaan van vier planeten van het zonnestelsel op een andere koers bracht.Een object ter grootte van een planeet dat mogelijk ooit het
zonnestelsel heeft bezocht, kan onze kosmische omgeving permanent hebben veranderd door vervorming van de omloopbanen van de vier buitenplaneten, suggereert nieuw onderzoek. De bevindingen werpen mogelijk licht op de vraag waarom de banen van deze planeten bepaalde eigenaardige kenmerken hebben.
Astronomen discussiëren al tientallen jaren over de wijze waarop de planeten in het
zonnestelsel zich hebben gevormd. De meeste hypothesen zijn het echter eens over het type baan dat de planeten zouden moeten hebben: cirkels die concentrisch rond de zon zijn gerangschikt en op hetzelfde vlak liggen. (Als je ze van de zijkant zou bekijken, zou je alleen een lijn zien.) Maar geen van de acht planeten, inclusief de aarde, heeft een perfect cirkelvormige baan. Bovendien liggen de banen van de planeten niet precies op hetzelfde vlak.
Vergeleken met Mercurius (wiens baan binnen onze planetenfamilie het meest eivormig en gekanteld is), vertonen de banen van de vier buitenste reuzenplaneten - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus - kleine afwijkingen van de ideale banen. Toch is het een hele opgave om deze afwijkingen te verklaren, zegt
Renu Malhotra, planeetwetenschapper aan de Universiteit van Arizona in Tucson en medeauteur van het nieuwe onderzoek.
"Binnen de theoretische astrofysica is het lang een raadsel geweest om uit te vinden waarom de banen later niet meer rond waren en niet te veel en niet te weinig van hun gemiddelde vlak afweken," schreef ze in een e-mail aan Live Science. Terwijl eerder onderzoek zich richtte op de manier waarop interacties tussen deze planeten hun banen vervormden, zei Malhotra, "zijn deze hypothesen niet consistent met bepaalde belangrijke details van de waargenomen banen."
Een interstellaire bezoekerOm dit raadsel op te lossen, overwogen Malhotra en collega's een minder onderzocht scenario: dat een object ter grootte van een ster de banen van deze planeten zo'n 4 miljard jaar geleden heeft gewijzigd.
Met behulp van computermodellen van de vier buitenplaneten voerde het team 50.000 simulaties van dergelijke vliegbewegingen uit, elk over een periode van 20 miljoen jaar, terwijl ze bepaalde parameters van elke bezoeker veranderden, waaronder zijn massa, snelheid en de mate waarin hij in de buurt van de zon kwam. Daarnaast breidden de onderzoekers hun zoektocht in vergelijking met eerdere studies uit door objecten in beschouwing te nemen die veel kleiner zijn dan sterren - zo klein als
Jupiter. Ze keken ook naar situaties waarin de indringer heel dicht bij de zon kwam, waarbij ze zich concentreerden op scenario's waarin deze zich binnen 20 astronomische eenheden (AE) van de zon bevond. (Eén AE is ongeveer 150 miljoen kilometer, ruwweg de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon).
Hoewel de meeste simulaties omstandigheden creëerden die heel anders waren dan in het huidige zonnestelsel, ontdekten de onderzoekers dat in ongeveer 1% van de simulaties de baan van de reuzenplaneten door de doortocht van de bezoeker veranderde tot ongeveer de huidige toestand.
Bij deze sterke gelijkenissen doken de indringers regelrecht het zonnestelsel in, reisden ver voorbij de baan van Uranus en sommigen schampten zelfs het pad van Mercurius. En ze waren relatief klein, variërend van twee tot 50 keer de massa van Jupiter."Dit spectrum omvat planeetmassa's tot bruine dwergmassa's," zei Malhotra. (
Bruine dwergen, vaak 'mislukte sterren' genoemd, zijn vreemde hemellichamen die zwaarder zijn dan planeten maar niet zo zwaar als sterren).
Omdat veel simulaties die sterk overeenkwamen het planeetachtige object door het binnenste zonnestelsel lieten zoeven, maakten de onderzoekers nog eens 10.000 simulaties waarin ook de aardse planeten waren opgenomen. Ook in deze gevallen werd het huidige uiterlijk van het zonnestelsel gereconstrueerd door de vliegbewegingen die eerder de banen van de reuzenplaneten in hun huidige staat hadden veranderd.
Bij de simulatie die de meest realistische resultaten opleverde, vloog een object met een massa van acht keer die van Jupiter tot op 1,69 AE van de zon. Dat is maar iets verder dan de huidige baan van Mars op 1,5 AE van de zon.
De simulaties tonen aan dat slechts één doortocht van een substellair object voldoende was om de banen van de reuzenplaneten te veranderen. Omdat waarnemingen suggereren dat substellaire hemellichamen in de kosmos behoorlijk talrijk zijn, zouden bezoeken van dergelijke objecten vaker voor kunnen komen dan
passages van sterren.
Het onderzoek, dat nog niet intercollegiaal werd getoetst, werd in december
gepubliceerd op de arXiv preprint database.
Zie:
https://www.livescience.com/space/astronomy/an-interstellar-visitor-may-have-changed-the-course-of-4-solar-system-planets-study-suggests
Commentaar: Tijd om de boeken van Victor Clube en William Napier, pleitbezorgers van de 'desintegrerende megakomeet'-theorie, erop na te slaan.