Modelarea recentă a stelelor asemănătoare Soarelui, cu sisteme planetare, a constatat că un sistem cu patru planete stâncoase și patru giganți pe gaz pe orbitele stabile - și doar o centură exterioară slab populată de planetesimale - are doar o probabilitate de 15 - 25% să se dezvolte. Deși s-ar putea să fiți sceptici cu privire la validitatea unui model care pune cel mai cunoscut sistem planetar în coșul improbabil, este posibil să existe un adevăr în această constatare.
Această modelare a fost informată de baza de date actuală a exoplanetelor cunoscute și, în alt mod, pe baza unor presupuneri rezonabile prima facie. În primul rând, se presupune că giganții de gaz nu se pot forma în linia de îngheț a unui sistem - o linie dincolo de care compuși de hidrogen, precum apa, metanul și amoniacul ar exista ca gheață. Pentru sistemul nostru solar, această linie se află la aproximativ 2,7 unități astronomice de la Soare - care se află aproximativ în mijlocul centurii de asteroizi.
Giganții cu gaze sunt gândiți că pot fi capabili să formeze acest lucru, deoarece formarea lor necesită un volum mare de materiale solide (sub formă de icre), care apoi devin miezul giganților gazoși. Deși poate exista la fel de mult material stâncos precum fierul, nichelul și siliconul în afara liniei de îngheț, aceste materiale nu sunt suficient de abundente pentru a juca un rol semnificativ în formarea planetelor uriașe și orice planetesimale pe care le pot forma sunt fie gâfâite de giganți, fie de flung. în afara orbitei.
Cu toate acestea, în interiorul liniei de îngheț, materialele stâncoase sunt baza dominantă pentru formarea planetei - întrucât majoritatea gazului ușor este suflat în afara regiunii prin forța vântului stelar și a altor compuși ușori (precum H2O și CO2) sunt susținute doar prin acreția în formarea planetesimalelor materialelor mai grele (cum ar fi fierul, nichelul și silicatele). Planete stâncoase de dimensiuni apreciabile s-ar forma probabil în aceste regiuni în termen de 10-100 milioane de ani de la nașterea stelei.
Deci, poate puțin parohial, se presupune că începeți cu un sistem de trei regiuni - o regiune de formare a planetei terestre interioare, o regiune de formare a gigantului de gaze și o regiune exterioară a planetesimelor nelimitate, unde gravitația stelei nu este suficientă pentru a atrage material. să se angajeze în acreție ulterioară.
Din această bază, Raymond și colab. Au derulat un set de 152 de variații, din care au ieșit o serie de reguli largi. În primul rând, se pare că probabilitatea de susținere a planetelor interioare terestre depinde foarte mult de stabilitatea orbitelor gigantilor gazoși. Frecvent, perturbațiile gravitaționale în rândul giganților de gaze determină adoptarea unor orbite eliptice mai excentrice, care apoi șterge toate planetele terestre - sau le trimite să se prăbușească în stea. Doar 40% din sisteme au păstrat mai mult de o planetă terestră, 20% au avut doar una și 40% le-au pierdut pe toate.
Discurile de praf fierbinte și rece s-au dovedit a fi fenomene comune în sistemele maturizate care au reținut planetele terestre. În toate sistemele, praful primar este eliminat în mare măsură în primele câteva sute de milioane de ani - prin radiații sau prin planete. Dar, acolo unde sunt reținute planetele terestre, există o reaprovizionare a acestui praf - probabil prin șlefuirea colisională a planetesimalelor stâncoase.
Această constatare este reflectată în titlul lucrării Discurile de deșeuri ca indicatoare ale formării planetei terestre. Dacă această lucrare de modelare este o reflectare exactă a realității, atunci discurile de deșeuri sunt comune în sistemele cu giganți stabili de gaze - și, prin urmare, persistă planetele terestre - dar sunt absente de sisteme cu orbite gigantice cu gaz extrem de excentrice, unde planetele terestre au fost eliminate.
Cu toate acestea, Sistemul Solar apare la fel de neobișnuit în această schemă. Se propune că perturbațiile de pe orbitele gigantilor noștri de gaz, care duc la Bombardamentul Greu Târziu, au fost într-adevăr tardive în ceea ce privește modul în care se comportă de obicei alte sisteme. Acest lucru ne-a lăsat cu un număr neobișnuit de mare de planete terestre care s-au format înainte de a începe reconfigurarea gigantului de gaze. Și latența evenimentului, după ce toate coliziunile care au construit planetele terestre au fost terminate, a șters cea mai mare parte a discului de resturi care ar fi putut fi acolo - în afară de acel slab indiciu de lumină zodiacală pe care s-ar putea să-l observi pe un cer întunecat după apusul soarelui sau înainte de zor.
Citire ulterioară: Discurile Raymond et al Debris ca indicatoare ale formării planetei terestre.
