Solsystemernes kollektive kraft er mørk, iskolde kroppe

Det yderste af vores solsystem er et mærkeligt sted - fyldt med mørke og iskolde kroppe med øgenavne som Sedna, Biden og The Goblin, som hver spænder over flere hundrede miles på tværs.

To nye undersøgelser fra forskere ved University of Colorado Boulder kan hjælpe med at løse et af de største mysterier om disse fjerne verdener:hvorfor så mange af dem ikke kredser om solen, som de burde.

Banerne for disse planetariske mærkeligheder, som videnskabsmænd kalder 'fritliggende objekter, ' vip og spænd ud af solsystemets plan, blandt anden usædvanlig adfærd.

"Denne region i rummet, som er så meget tættere på os end stjerner i vores galakse og andre ting, som vi fint kan observere, er bare så ukendt for os, " sagde Ann-Marie Madigan, en adjunkt ved Institut for Astrofysiske og Planetariske Videnskaber (APS) ved CU Boulder.

Nogle forskere har foreslået, at noget stort kunne være skylden - som en uopdaget planet, døbt "Planet 9, ", der spreder genstande i kølvandet.

Men Madigan og kandidatstuderende Alexander Zderic foretrækker at tænke mindre. Med udgangspunkt i udtømmende computersimuleringer, duoen hævder, at disse løsrevne objekter kan have forstyrret deres egne baner - gennem små tyngdekraftsnuds, der samlede sig over millioner af år.

Fundene, Madigan sagde, give et fristende hint til, hvad der kan foregå i denne mystiske region i rummet.

"Vi er det første hold, der er i stand til at reproducere alt, alle de mærkelige orbitale anomalier, som videnskabsmænd har set gennem årene, " sagde Madigan, også stipendiat ved JILA. "Det er vanvittigt at tænke på, at der stadig er så meget, vi skal gøre."

Holdet offentliggjorde sine resultater 2. juli i Astronomisk Tidsskrift og sidste måned i Astronomiske Tidsskriftsbreve .

Strøm til asteroiderne

Problemet med at studere det ydre solsystem, Madigan tilføjede, er, at det bare er så mørkt.

"Almindeligvis den eneste måde at observere disse objekter på er at få solens stråler til at smække af deres overflade og vende tilbage til vores teleskoper på Jorden, " sagde hun. "Fordi det er så svært at lære noget om det, der var denne antagelse, at den var tom."

Hun er en af ​​et voksende antal videnskabsmænd, der hævder, at denne region i rummet er langt fra tom - men det gør det ikke nemmere at forstå.

Se bare på de løsrevne genstande. Mens de fleste kroppe i solsystemet har en tendens til at kredse om solen i en flad skive, disse iskolde verdeners baner kan vippe som en vippe. Mange har også en tendens til at klynge sig sammen på kun et stykke af nattehimlen, lidt ligner et kompas, der kun peger mod nord.

Madigan og Zderic ville finde ud af hvorfor. At gøre det, de henvendte sig til supercomputere for at genskabe, eller model, dynamikken i det ydre solsystem mere detaljeret end nogensinde før.

"Vi modellerede noget, der engang kan have eksisteret i det ydre solsystem og tilføjede også gravitationspåvirkningen fra de gigantiske planeter som Jupiter, " sagde Zderic, også af APS.

I processen, de opdagede noget usædvanligt:​​De iskolde objekter i deres simuleringer startede med at kredse om solen som normalt. Men derefter, over tid, de begyndte at trække og skubbe på hinanden. Som resultat, deres kredsløb blev mere skæve, indtil de til sidst lignede den ægte vare. Det mest bemærkelsesværdige var, at de gjorde det hele på egen hånd - asteroiderne og mindre planeter behøvede ikke en stor planet for at kaste dem i en løkke.

"Individuelt, alle gravitationsinteraktioner mellem disse små legemer er svage, " sagde Madigan. "Men hvis du har nok af dem, det bliver vigtigt."

Jorden gange 20

Madigan og Zderic havde set antydninger af lignende mønstre i tidligere forskning, men deres seneste resultater giver det mest udtømmende bevis endnu.

Resultaterne kommer også med et stort forbehold. For at få Madigan og Zderics teori om "kollektiv tyngdekraft" til at fungere, det ydre solsystem skulle engang indeholde en enorm mængde ting.

"Du havde brug for objekter, der blev til noget i størrelsesordenen 20 jordmasser, " sagde Madigan. "Det er teoretisk muligt, men det kommer helt sikkert til at støde op mod folks tro."

På den ene eller anden måde, Det burde forskere snart finde ud af. Et nyt teleskop kaldet Vera C. Rubin Observatory er planlagt til at komme online i Chile i 2022 og vil begynde at skinne et nyt lys på denne ukendte strækning af rummet.

"Meget af den seneste fascination af det ydre solsystem er relateret til teknologiske fremskridt, " sagde Zderic. "Du har virkelig brug for den nyeste generation af teleskoper for at observere disse kroppe."