Το πλανητικό μπιλιάρδο απαντά στο αίνιγμα του ηλιακού συστήματος
Οι βράχοι που διασκορπίστηκαν κίνησαν τους πλανήτες και κτύπησαν το φεγγάρι

Πηγή:Nature, 25 Μαίου 2005

Η βίαιη μετανάστευση του Ποσειδώνα έφερε μια βροχή βράχων προς τον ήλιο.

Γιατί το ηλιακό σύστημα είναι όπως είναι; Το ερώτημα έχει απασχολήσει τους αστρονόμους επί αιώνες, αλλά οι ερευνητές έχουν βρει τώρα μια ενιαία θεωρία και ελπίζουν να μπορέσουν να εξηγήσουν τρία από τα πιο μυστήρια χαρακτηριστικά της γωνίας αυτού του Κόσμου.

Οι γιγάντιοι πλανήτες Δίας και Κρόνος έχουν ασυνήθιστες ελλειπτικές τροχιές, που έχουν σημαντική κλίση ως προς το επίπεδο που βρίσκονται οι μικρότεροι, βραχώδεις πλανήτες κοντά στον ήλιο. Και ο ίδιος ο Δίας συνοδεύεται από μικρούς αστεροειδείς, την ομάδα των Τρωϊκών, οι οποίοι  βρίσκονται εκατομμύρια χιλιόμετρα μπροστά και πίσω από τον πλανήτη, κινούμενοι κατά μήκος της ίδιας τροχιακής πορείας του Δία.

Πιο περίπλοκο είναι το ζήτημα του "ύστερου βαρύ βομβαρδισμού", περίπου, πριν 3,8 δισεκατομμύρια έτη, όπου κτυπήθηκε το φεγγάρι με μεγάλα βραχώδη κομμάτια - ερείπια, υλικό που είχε περισσέψει από το σχηματισμό των πλανητών, πριν περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια. Καμία πειστική εξήγηση δεν έχει δοθεί μέχρι σήμερα, γιατί αυτό το ξαφνικό σφυροκόπημα συνέβη τόσο αργότερα μετά την βίαιη εποχή του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος.

Όμως σύμφωνα με τον Hal Levison του Νοτιοδυτικού Ερευνητικού Ίδρύματος στο Boulder του Κολοράντο, όλες αυτές οι ιδιορρυθμίες μπορούν να εξηγηθούν σαν ένα 'πλανητικό μπιλιάρδο', που ξεκίνησε όταν οι Δίας και Κρόνος έφτασαν σε μια συγκεκριμένη τροχιακή θέση λίγα εκατομμύρια έτη αφότου σχηματίστηκαν.

"Έχουμε δώσει πολλές εξηγήσεις για τη δομή του ηλιακού συστήματος με αυτό το μοντέλο", αναφέρει ο Levison. Αυτός και οι συνάδελφοί του παρουσίασαν τις προσομοιώσεις τους για την ιστορία του ηλιακού συστήματος στο Nature.

Θεωρία σκουπιδιών

Ο Levison ξεχωρίζεται από το συνάδελφό του Alessandro Morbidelli, του Παρατηρητήριου της Νίκαιας στη Γαλλία, σαν πρωταρχικός αρχιτέκτονας της ιδέας τους. Υποστηρίζουν ότι η ασθενής βαρύτητα αυτών των 'σκουπιδιών', συντρίμμια που περίσσεψαν από το σχηματισμό του Κρόνου και του Δία,  είχε σαν αποτέλεσμα ο Δίας να κάνει δύο τροχιές γύρω από τον Ήλιο για κάθε μία που χρειάζεται ο Κρόνος.

Αυτός ο συντονισμός σημαίνει ότι σε κάθε Κρόνιο έτος, σε δύο σχεδόν ίδια σημεία στο διάστημα, η βαρύτητα του Δία έλκει τον Κρόνο και τον αναγκάζει να κάνει ακόμα πιο ελλειπτική και πιο κεκλιμένη τροχιά.

Η μετανάστευση αυτή των δύο πλανητών είχε έναν πολλαπλασιαστικό αντίκτυπο για τον εξωτερικό γείτονα του Κρόνου, τον Ποσειδώνα, πετώντας τον πέρα από τον Ουρανό - στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα όπου κατοικεί τώρα. Η νέα θέση που βρέθηκε ο Ποσειδώνας, αναστάτωσε τη ζώνη με τα συντρίμμια που είχαν συσσωρευτεί στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, και εκτόξευσε χιλιάδες από αυτά τα 'πλανητοειδή' προς το εσωτερικό τμήμα του ηλιακού συστήματος.

Μερικοί βράχοι παγιδεύτηκαν γύρω από το Δία, όπου σχημάτισαν τη ζώνη της ομάδας των Τρωϊκών. Και οι υπόλοιποι κτύπησαν τους εσωτερικούς πλανήτες και τους δορυφόρους τους, συμπεριλαμβανομένου και του φεγγαριού, αφήνοντας το πρόσωπό τους σημαδεμένο από τους κρατήρες που άνοιξαν.

"Είναι το πρώτο πλήρες αυτο-συνεπές μοντέλο του τελευταίου βαρύ βομβαρδισμού", λέει ο Levison.

Καυτό θέμα

Η θεωρία είχε μια θερμή υποδοχή στις πρόσφατες παρουσιάσεις στους αστρονόμους, λέει ο Levison. Αλλά μερικοί από αυτούς παραμένουν προσεκτικοί. "Το γεγονός ότι μια προσομοίωση του σχηματισμού των πλανητών παράγει την τελική κατάσταση του ηλιακού συστήματος σε συμφωνία με τις παρατηρήσεις μας δεν αποδεικνύει ότι τα προσομοιούμενα γεγονότα συνέβησαν έτσι πραγματικά", λέει ο Joe Hahn, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Χάλιφαξ, ο οποίος μελετά επίσης την εξέλιξη του ηλιακού συστήματος.

Ο Hahn είναι πιο δύσπιστος για την εξήγηση που δίνεται για τον πρόσφατο βαρύ βομβαρδισμό. Οι πλανητοειδείς (Planetesimals) από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα πρέπει να έχουν διασκορπιστεί προς το φεγγάρι αμέσως μετά αφότου άρχισαν οι πλανήτες τις περιπλανήσεις τους, και δεν έκαναν 700 εκατομμύρια χρόνια  για να φτάσουν εκεί.

Ο Levison υποστηρίζει ότι επιβραδύνθηκαν από το αέριο και τη σκόνη που έμεινε από το σχηματισμό των πλανητών. Αλλά ο Hahn αμφισβητεί ότι αυτό το υλικό θα μπορούσε να έχει καθυστερήσει για τόσο πολύ καιρό. "Δεν θα πειστώ από οποιαδήποτε θεωρία έως ότου μπορούν οι αστρονόμοι να παρατηρήσουν το σχηματισμό των πλανητών γύρω από άλλα αστέρια".

Μια επιπλέον υποστήριξη για τη θεωρία του Levison θα μπορούσε να προέλθει από την επιφάνεια των Τρωικών του Δία, αποδέχεται ο Hahn. Εάν προήλθαν από τα περίχωρα του ηλιακού συστήματος, πρέπει να μοιάζουν με τα παγωμένα αντικείμενα της ζώνης Kuiper που βρίσκονται εκεί σήμερα.

Ο ίδιος ο Levison σκέφτεται ότι η επαλήθευση των τροχιών των αντικειμένων της ζώνης Kuiper πρέπει να βοηθήσει ώστε να ξεκαθαρίσει η θεωρία του, και προγραμματίζει να ξοδέψει τα επόμενα δύο χρόνια για να ελέγξει τα αποτελέσματά του μοντέλου του.

Η ομάδα των Τρωικών έχει 15 μέλη και λέγονται έτσι γιατί παίρνουν ονόματα από τους ήρωες του Τρωικού πολέμου (Αχιλλέας, Έκτωρ, Οδυσσέας κλπ). Χωρίζονται σε δύο ομάδες: τους Έλληνες με 10 μέλη και τους Τρώες με 5 μέλη. Και μάλιστα οι Έλληνες κινούνται όλοι μαζί ανατολικά του Δία, ενώ οι Τρώες δυτικά. Και οι δύο ομάδες κινούνται σε ίσες αποστάσεις από τον Δία και μάλιστα οι ευθείες που συνδέουν τις δύο υποομάδες με τον ήλιο σχηματίζουν 60ο με την ευθεία Ήλιου-Δία. Το χαρακτηριστικό αυτό συμβαίνει γιατί τα σημεία των δύο υποομάδων βρίσκονται σε σημεία ευστάθειας. Τα γνωστά σημεία Λαγκράνζ από το πρόβλημα των τριών σωμάτων. Από τη μελέτη του φάσματος των αστεροειδών αυτών ξέρουμε ότι είναι ερυθροί και ανήκουν στην ομάδα τύπου D (δεν είναι δηλαδή ανθρακούχοι ή σιδηρούχοι).