Jak se tvořila Sluneční soustava?

Oortův oblak a mezihvězdné komety spolu nejspíš souvisí víc, než se na první pohled zdá. Nové poznatky z počítačových simulací. (délka blogu 3 min.)

Počítačové simulace a vznik Sluneční soustavy

Astronomie chápe planetární systémy ne jako oddělené objekty, ale jako výsledek dlouhého procesu, ve kterém je důležité také prostředí, kde vznikaly. Většina hvězd se nerodí osamoceně, ale vzniká v hustých hvězdokupách. Vzdálenost mezi mladými hvězdami je tu relativně malá.

V takovém prostředí je vysoká pravděpodobnost blízkých hvězdných průletů, které pak logicky mohou ovlivňovat proměny vnějších částí vznikající planetární soustavy.

Vznik planetárního systému v hvězdokupě

Vědci použili počítačové simulace k vytvoření planetární soustavy, tvořené čtyřmi obřími planetami (podobné těm našim - Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu) a diskem plným menších těles.

Testovali dvě varianty počátečního disku. V jedné se disk rozprostíral od 40 do 1000 astronomických jednotek, ve druhém jen od 16 do 35 astronomických jednotek, druhý disk byl tedy menší.

Tyto disky pak během simulací zažívaly jednotlivé blízké průlety hvězd - a také opakované průlety blízkých hvězd, které jsou časté v hustém prostředí hvězdokupy.
Ukázalo se, že u rozsáhlejšího disku blízký průlet hvězdy ve vzdálenosti 200 až 400 astronomických jednotek celkem dramaticky mění jeho strukturu. Začíná se formovat vnitřní Kuiperův pás, objekty v disku získávají vysokou excentricitu a vytvářejí se objekty s velkými poloosami, které mají přísluní ve vzdálenosti více než 50 astronomických jednotek. Takové objekty se podobají planetkám jako je Sedna a tělesa v Oortově oblaku.

Přitom není důležitý jen sám průlet blízké hvězdy, ale také úhel, pod kterým mine Sluneční soustavu. Nejsilnější efekt mají průlety v rovině disku.
Zdá se tedy, že i jeden jediný průlet blízké hvězdy dokáže přenést až 20 % hmoty disku do vzdálených excentrických drah nebo ji dokonce ze systému vyhodit.

Pokud se takových blízkých setkání uskuteční hned několik, ze soustavy se do okolí dostane až 36 % planetesimál. Velká část přeživších těles je zachycena na excentrických drahách s poloosami přes 1000 astronomických jednotek. Vzniká tak objekt, který se velmi podobá Oortovu oblaku. Kromě toho soustavu opustí velké množství materiálu, který pak tvoří mezihvězdné komety a asteroidy.

Pozoruhodné je, že navzdory všem změnám zůstávají obří planety poměrně stabilní. Zdá se tedy, že hvězdné průlety ovlivňují daleko víc tělesa vnějšího disku - než planety v dané soustavě.

Pokud je planetární disk menší a kompaktnější, je účinek hvězdného průletu mnohem slabší. Jen asi kolem 2–3 % těles je vyhozeno a většina zůstává gravitačně svázána s planetami. Nevznikají ani tělesa s drahami typickými pro Oortův oblak.

V poměrně hustém prostředí hvězdokupy, kde je větší pravděpodobnost častých setkání s cizími hvězdami pak dochází k vyhození jen asi 7 % těles. Nevzniká tu rozsáhlý vnější oblak a nad efekty blízkých hvězdných průletů převažuje gravitační vliv obřích planet.

Sluneční soustava

Počítačové simulace tedy naznačují, že Slunce pravděpodobně vzniklo v hustém prostředí některé z hvězdokup.
Oortův oblak je zároveň následkem hvězdných průletů, které se musely konat krátce po vzniku soustavy. Díky nim vznikaly také různé objekty Kuiperova pásu - jako například Sedna nebo 2012 VP113.

Tato simulace také vysvětluje existenci mezihvězdných objektů jako 1I/Oumuamua v roce 2017 a 2I/Borisov, který prolétal naší soustavou v roce 2019, stejně jako 3I/Atlas, který se ve Sluneční soustavě nachází právě teď.

V blízké budoucnosti se můžeme těšit na další návštěvníky z cizích planetárních soustav. Naše šance je objevit stoupá - protože se do provozu uvádějí stále dokonalejší a důmyslnější teleskopy.

^{Zdroj: Odkaz}