El Sistema Solar de la explosión en el Bonito modelo

Question

Este video representa una variante de este Bonito modelo (que se pronuncia "neese", como la ciudad en Francia). Voy a describir brevemente en caso de que el link muere nunca. Aquí está la configuración inicial:

Los cuatro círculos de colores indican las órbitas de los cuatro Sistema Solar (SS) gigantes de gas, red de Júpiter, amarillo para los de Saturno, el azul de Neptuno, de color púrpura para Urano. Los puntos verdes representan una hipótesis de disco de planetesimals. Inicialmente, Neptuno tiene una órbita más pequeña que la de Urano. En el Bonito modelo, el exterior de los gigantes gaseosos ocasionalmente dispersión de pequeños objetos hacia el interior, y por la conservación de la $E$$L$, se mueven hacia afuera. El interior objetos dispersos, a continuación, a menudo se dispersan de Júpiter y son expulsados (o casi) de las SS, de manera que Júpiter se extiende lentamente hacia el interior. Finalmente, Júpiter y Saturno se cruzan en su 2:1 significa movimiento de resonancia, lo que empuja a Saturno en los encuentros con Urano y Neptuno, la dispersión de las dos exteriores gigantes en los planetesimals. El resultado del sistema de re-estabilización es un explosivo de la interrupción de los planetesimals, y Neptuno "cambiar de sitio" con Urano, dando a esta configuración en los últimos tiempos:

Todo el modelo parece estar juntos bastante bien (ejem, sin juego de palabras), que es probablemente por qué ha sido bastante exitosa. Mi pregunta es, ¿qué impide que uno de los dos gigantes de hielo (Urano, Neptuno) de ser expulsado en esa gran sacudida. Con sus órbitas intercambio de lugares, mi intuición es persistente que en una de las órbitas (probablemente Neptuno) no debería sobrevivir al proceso. Hay algo que está obligando a los dos planetas volver a una configuración estable? O se trata simplemente de una suerte de escenario, donde más genéricamente hay una probabilidad considerable de que uno de los gigantes es expulsado?

Answer 1

Tuve la misma sensación que cuando vi el video de nuevo recientemente. Parecía uno de los gigantes de hielo obtendría expulsado después de llegar demasiado cerca de Júpiter. Resulta que hay un nombre para esto: el salto de Júpiter escenario. Fuera de Wikipedia, es descrito en Fassett Y Minton (2013) (paywall!) y tangencialmente en Deienno & Nesvorny (2014). Sin este tipo de encuentro, el resultado de la bella Modelo no sería lo que vemos hoy en día (por ejemplo, Brasser et al. (2009)).

Esto es lo que se conoce a los expertos como un gran problema. En la mayoría - pero no todos - saltar Júpiter simulaciones, el hielo gigante es expulsado. Una solución propuesta es la hipotética 5 de gigante, desarrollado por Nesvorny (2011). Implica una especie de sacrificio gigante de gas - posiblemente un hielo gigante de la interacción con Júpiter y Saturno (como por el salto de Júpiter escenario) y luego de ser expulsado del sistema.

Nesvorny también indica que deben cumplirse ciertas condiciones. Por ejemplo, si el 5to planeta es de baja masa y las formas más lejos que Neptuno, Neptuno - como usted predijo - ser expulsado, aunque algunas simulaciones arrojó a la calle Urano en su lugar. Algo similar, aunque menos dramático, resultado surge cuando, en lugar de agregar en un 5to planeta, la masa del disco en aumento. Neptuno se mueve demasiado lejos, como lo has adivinado. Una baja masa disco y 5to planeta de similar composición y la masa de Urano y Neptuno paradas de estos desastres.

En Nesvorny & Morbidelli (2012), es de destacar que en algunos casos - especialmente la de un caso en el que Júpiter y Saturno compartir un 3:2 de resonancia y el interior de hielo gigante (Neptuno) proporción de 3:2 de resonancia, uno o ambos de los gigantes de hielo son expulsados del sistema. Sólo una simulación, no contribuyó a ese resultado - y que se ha podido reproducir las condiciones actuales.

Por otro lado, poner el hielo gigantes en un 2:1 de resonancia resuelto el problema, o al menos condujo a una mayor estabilidad de las órbitas. Lo interesante de todo esto es que dicen los diarios que un 3:2 resonancia entre Júpiter y Saturno es más probable que, en lugar de la 2:1, como se cita a menudo.

No puedo decir lo que la resonancia del vídeo utiliza, aunque se dice que está basada en el modelo de Gomes, Levison, Tsiganis y Morbidelli (2005), que utiliza el 2:1 de resonancia. Morbidelli de colaboración con Nesvorny es mucho más reciente, sin embargo, y dice que se basa apagado de nuevos trabajos (además de sus simulaciones). Así que podría ser que el video es incorrecta (como de los modelos actuales), y las nuevas revisiones (3.g. el 5 de gigante o el 3:2/2:1 resonancias) son necesarios.