Stor tackhypotes

Big tack hypothesis (från engelska  Grand tack hypothesis ) - en hypotes enligt vilken Jupiter bildades på ett avstånd av 3,5 AU från solen , sedan migrerade till ett avstånd av 1,5 AU tills den kom i omloppsresonans med Saturnus , varefter den vandrade till dess moderna omloppsbana (5 AU). Namnet kommer från termen tack , när båten, pekar fören mot vinden, svänger i motsatt riktning [1] .

Jupiter migrerar mot solen och förstör asteroidbältet, såväl som området där Mars nu ligger , vilket förklarar dess ringa storlek [2] . Asteroidbältet förstördes ännu en gång, men redan under migrationen tillbaka, vilket förklarar dess existens i sin nuvarande form [3] . Under migration kan vissa planetesimaler kollidera med solen och förstöras [4] .

Beskrivning

Efter att Jupiter hade rensat bort allt material runt sin bana, gjorde den en typ II-migrering . Om Jupiter inte stoppades skulle den vara nära solen och bli en " het Jupiter ", vilket händer med många exoplaneter [5] . Men Saturnus migrerade också med den och gjorde en typ I-migrering . Som ett resultat uppstod en omloppsresonans på 2:3 mellan planeterna och ett gap bildades i gas- och dammskivan. Saturnus rensade delvis sin del av gapet, som ett resultat minskade skivans inverkan på Jupiter [6] . Återvandringen har börjat. Slagprocessen avslutades när Jupiter nådde sin nuvarande bana. [7]

Vad förklarar hypotesen?

Denna hypotes förklarar flera fenomen i solsystemet, även om alternativa förklaringar har föreslagits.

Mars storlek

Enligt simuleringarna skulle Mars ha haft en massa på 0,5 till 1 jordmassa, men dess massa är bara 0,107 jordmassor. Migrationen av Jupiter förklarar detta problem: som ett resultat av "klibben" förskjuts gas- och stoftskivan till ett avstånd av cirka 1 AU från solen, och som ett resultat bildas jorden och Venus i den regionen [ 8] [9] [10] . På ett avstånd av 2 AU från solen finns det lite material för bildning av planeter [11] , och Mars bildades av detta material [12] . Det finns också lite material nära solen, och Merkurius bildas av det [13] .

Existensen av asteroidbältet

Jupiter och Saturnus under sin migration avlägsnar de flesta av asteroiderna från sina ursprungliga banor och lämnar efter sig en upphetsad kvarleva som fanns både inom och utanför Jupiters ursprungliga plats. Före Jupiters migration innehöll de omgivande regionerna asteroider vars sammansättning varierade med deras avstånd från solen [14] . Närmare solen dominerade steniga asteroider, medan i den yttre regionen bortom den kalla linjen, mer primitiva och isiga asteroider [15] . När Jupiter och Saturnus migrerar inåt försvinner omkring 15 % av de inre asteroiderna bortom Saturnus omloppsbana [2] . Senare, när Jupiter och Saturnus började migrera tillbaka, sprids omkring 0,5 % av de primitiva asteroiderna ut i banor i det yttre asteroidbältet [7] . Som ett resultat av att de går in i Jupiters och Saturnus gravitationsfält har många av asteroiderna nu stora excentriciteter och orbitallutningar. Några av de isiga asteroiderna stannade kvar i banor där de jordiska planeterna senare bildades . Detta gjorde det möjligt att leverera vatten till planeterna vid en kollision [16] [17] .

Anteckningar

  1. ↑ Zubritsky, Elizabeth Jupiters ungdomliga resor omdefinierade solsystemet . NASA . Hämtad 4 november 2015. Arkiverad från originalet 1 mars 2017.
  2. ↑ 1 2 Beatty, Kelly Vårt "nya, förbättrade" solsystem . Sky & Telescope (16 oktober 2010). Hämtad 4 november 2015. Arkiverad från originalet 9 juli 2019.
  3. ↑ Sanders, Ray Hur formade Jupiter vårt solsystem? . Universum idag (23 augusti 2011). Hämtad 4 november 2015. Arkiverad från originalet 14 juli 2019.
  4. ↑ Choi, Charles Q. Jupiters "krossande" migration kan förklara vårt udda solsystem . Space.com (23 mars 2015). Hämtad 4 november 2015. Arkiverad från originalet 2 oktober 2019.
  5. ↑ Fesenmaier, Kimm Ny forskning tyder på att solsystemet en gång kan ha hyst superjordar . Caltech (23 mars 2015). Hämtad 5 november 2015. Arkiverad från originalet 10 februari 2019.
  6. ↑ Ny forskning tyder på att solsystemet en gång kan ha hyst superjordar . Astrobiologi . Hämtad 5 november 2015. Arkiverad från originalet 4 mars 2016.
  7. ↑ 1 2 Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Mandell, Avi M. (2011). "En låg massa för Mars från Jupiters tidiga gasdrivna migration." naturen . 475 (7355): 206-209. arXiv : 1201.5177 . Bibcode : 2011Natur.475..206W . DOI : 10.1038/nature10201 . PMID21642961  . _ S2CID  4431823 .
  8. ↑ Jacobson, SA; Morbidelli, A., A. (2014). "Lunar och terrestra planetbildning i Grand Tack-scenariot" . Phil. Trans. R. Soc. A. _ 372 (2024): 174. arXiv : 1406.2697 . Bibcode : 2014RSPTA.37230174J . DOI : 10.1098/rsta.2013.0174 . PMC  4128261 . PMID  25114304 .
  9. ↑ Lichtenberg, Tim Att slita isär asteroider för att förklara jordens konstigheter . Astrobites (2 november 2015). Hämtad 6 november 2015. Arkiverad från originalet 5 november 2015.
  10. ↑ Carter, Philip J.; Leinhardt, Zoë M.; Elliott, Tim; Walter, Michael J.; Stewart, Sarah T. (2015). "Kompositionell evolution under stenig protoplanettillväxt". The Astrophysical Journal . 813 (1) : 72.arXiv : 1509.07504 . Bibcode : 2015ApJ...813...72C . DOI : 10.1088/0004-637X/813/1/72 . S2CID  53354566 .
  11. ↑ Walsh, Kevin The Grand Tack . Southwest Research Institute. Hämtad 6 november 2015. Arkiverad från originalet 13 februari 2019.
  12. ↑ Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Morbidelli, Alessandro; Kaib, Nathan A. (2009). "Att bygga de jordiska planeterna: Begränsad ackretion i det inre solsystemet". Ikaros . 203 (2): 644-662. arXiv : 0905.3750 . Bibcode : 2009Icar..203..644R . DOI : 10.1016/j.icarus.2009.05.016 . S2CID  15578957 .
  13. ↑ Hansen, Brad MS (2009). "Formation av de jordiska planeterna från en smal ringform." The Astrophysical Journal . 703 (1): 1131-1140. arXiv : 0908.0743 . Bibcode : 2009ApJ...703.1131H . DOI : 10.1088/0004-637X/703/1/1131 . S2CID  14226690 .
  14. ↑ Davidson, Dr. Björn JR Asteroidbältets mysterier . Solsystemets historia . Hämtad 7 november 2015. Arkiverad från originalet 11 juni 2019.
  15. ↑ Raymond, Sean the Grand Tack . PlanetPlanet (2 augusti 2013). Hämtad 7 november 2015. Arkiverad från originalet 29 juni 2019.
  16. ↑ O'Brien, David P.; Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; Mandell, Avi M. (2014). "Vattenleverans och jätteeffekter i 'Grand Tack'-scenariot". Ikaros . 239 :74-84. arXiv : 1407.3290 . Bibcode : 2014Icar..239...74O . DOI : 10.1016/j.icarus.2014.05.009 . S2CID  51737711 .
  17. ↑ Matsumura, Soko; Brasser, Ramon; Ida, Shigeru (2016). "Effekter av dynamisk evolution av jätteplaneter på leveransen av atmofila element under jordisk planetbildning." The Astrophysical Journal . 818 (1) : 15.arXiv : 1512.08182 . Bibcode : 2016ApJ...818...15M . DOI : 10.3847/0004-637X/818/1/15 . S2CID  119205579 .