Mærkelig opdagelse kan hjælpe med at forfine teorier om, hvordan planeter dannes

En ny undersøgelse viser, at fordelingen af ​​småsten og kampesten i nogle områder af vores solsystem kan være forårsaget af planeternes "hyrde"-effekt, når de migrerer gennem den protoplanetariske skive af gas og støv, der omgiver en ung stjerne. Denne opdagelse kan hjælpe videnskabsmænd med at forfine teorier om, hvordan planeter dannes.

Observationer foretaget med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) sammen med teoretisk modellering viser, at de små himmellegemer, der udgør Kuiperbæltet, en stor samling uden for Neptuns kredsløb, er påvirket af et fænomen, der tidligere kun er blevet foreslået i computersimuleringer.

Når en planet bevæger sig gennem en protoplanetarisk skive, rydder den et hul og koncentrerer stenaffald til dens ydre og indre rande for at skabe et hul i de små iskolde kroppe bag Neptun. Denne kløft er kendt som en "udtømt zone", og den proces, der skaber kløften, blev tidligere set i computermodeller. Nye observationer fra ALMA viser dog, at processen kan være meget stærkere og mere udbredt i vores eget solsystem, end forskerne havde forudsagt.

Forskningen, ledet af astronomer fra University of Tokyo og Osaka Sangyo University, præsenteres i tidsskriftet Nature.

"Vi havde tidligere haft mistanke om, at denne mekanisme var på spil, men opløsningen og følsomheden af ​​ALMA gør dette til den første direkte detektering af effekten i vores eget solsystem," siger hovedforfatter Shingo Kameda fra University of Tokyo.

Tidligere undersøgelser har vist, at den ydre kant af Kuiperbæltet er skarpt begrænset af tilstedeværelsen af ​​Neptun. De nye ALMA-observationer viser dog, at den samme proces, selvom den er svagere, også forekommer på inderkanten.

"Dette viser, at selvom de store planeter holdt op med at migrere for omkring 4 milliarder år siden, kan deres virkninger på fordelingen af ​​små kroppe stadig spores i dag," siger medforfatter Takahiro Sudo fra Osaka Sangyo University.

Disse resultater hjælper med at forene observationer med teoretiske forudsigelser om dannelsen af ​​Kuiperbæltet.

Forskerne fandt ud af, at den observerede udtømte zone i Kuiperbæltet er i overensstemmelse med forudsigelserne fra en specifik teoretisk model for planetarisk migration, hvor gasskiven udøver en modstandskraft på planeterne, hvilket får dem til at migrere, mens de interagerer med de faste stoffer, som er koncentreret i snævre zoner.

"Dette resultat antyder, at de faste partikler, der var hobet op i de smalle zoner, blev direkte spredt af planeterne, ikke påvirket indirekte gennem skivegassen. Denne mekanisme kan være en årsag til diversiteten i de fysiske og kemiske egenskaber af små kroppe i solen. system," siger medforfatter Motohide Tamura, professor ved University of Tokyo.