อะไรเป็นตัวกำหนดลำดับการโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ?

(แดน ตรี) - ปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์ในระบบหรือแรงระหว่างดวงดาวใดบ้างที่ทำให้ดาวเคราะห์เหล่านี้มีตำแหน่งปัจจุบัน?

Cái gì đã quyết định trật tự quỹ đạo của các hành tinh trong Hệ Mặt trời? - 1 — ดาวเคราะห์ "แขก" ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีได้สร้างความเป็นระเบียบในระบบสุริยะของเรา (ภาพถ่าย: cemagraphics/ Getty Images)

มีการถกเถียง ทางวิทยาศาสตร์ มากมายเกี่ยวกับวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ลักษณะของวงโคจรของดาวเคราะห์ในปัจจุบันเป็นที่เข้าใจกันดี แต่วิวัฒนาการและการเปลี่ยนแปลงของดาวเคราะห์เหล่านี้ตั้งแต่ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นนั้นยังคงเป็นปริศนา

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เริ่มเสนอแนะว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์ทำให้ดาวเคราะห์ "อายุน้อย" เคลื่อนที่เข้าหรือออกจากตำแหน่งเดิม

ขณะนี้ ทฤษฎีใหม่เสนอว่าวัตถุที่มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดีได้โคจรผ่านระบบสุริยะและรับผิดชอบต่อลำดับของดาวเคราะห์

วิวัฒนาการของวงโคจรของดาวเคราะห์มีความซับซ้อน ในช่วงแรก ดาวเคราะห์ก่อตัวจากจานก๊าซและฝุ่นที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ร้อนจัดและอายุน้อย การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมทำให้สสารนั้นก่อตัวเป็นระนาบ ส่งผลให้เกิดวงโคจรที่เป็นวงกลมและขนานกัน

ขณะที่ดาวเคราะห์ขยายตัว ปฏิสัมพันธ์ภายในจานสสารเริ่มต้น ซึ่งก็คือดาวเคราะห์ดวงแรกเอง จะทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์เหล่านี้เล็กลงหรือใหญ่ขึ้นกว่าวงโคจรเดิม

นอกจากนี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความเยื้องศูนย์กลางและการเอียง และบางครั้งยังทำให้จานของสสารในดาวเคราะห์น้อยหลุดออกจากระบบสุริยะ แรงน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงอาทิตย์ยังส่งผลกระทบต่อวงโคจรของดาวเคราะห์เหล่านี้ได้อีกด้วย

แม้ว่าการระเบิดที่ก่อให้เกิดดาวเคราะห์น้อยจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งในระหว่างการก่อตัวของระบบสุริยะ แต่ก็ยังมีดาวเคราะห์น้อยที่โคจรมาจากที่ไกลๆ เช่นกัน การมาเยือนเหล่านี้เกิดขึ้นไม่บ่อยนักแต่ก็ให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับระบบดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล

ดาวเคราะห์น้อยโอมูอามัว ซึ่งค้นพบในปี 2560 ถือเป็น "ผู้มาเยือน" รายแรกที่ได้รับการยืนยัน ดาวเคราะห์น้อยนี้มีรูปร่างยาวและมีความเร่งที่ผิดปกติ ซึ่งอาจเกิดจากการปลดปล่อยก๊าซหรือแรงอื่นที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วง

Cái gì đã quyết định trật tự quỹ đạo của các hành tinh trong Hệ Mặt trời? - 2 — ภาพจำลองของศิลปินที่แสดงดาวหางโอมูอามัว วัตถุรูปร่างคล้ายแพนเค้กเป็นวัตถุชิ้นแรกที่รู้จักซึ่งไม่ใช่ฝุ่นและเดินทางมาจากดาวดวงอื่นในระบบสุริยะของเรา (ภาพ: NASA, ESA และ Joseph Olmsted และ Frank Summers จาก STScI)

ทฤษฎีใหม่ที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Garett Brown ประเทศแคนาดา แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ต่างดาวเหล่านี้อาจบินผ่านมาและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

ทีมวิจัยได้ศึกษาความเยื้องศูนย์กลางของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ และพบว่าทฤษฎีปัจจุบันไม่น่าจะอธิบายการสังเกตการณ์ดังกล่าวได้ และพวกเขาได้แสดงให้เห็นว่าวัตถุที่มีมวลระหว่าง 2 ถึง 50 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีได้โคจรผ่านระบบสุริยะ และเป็นสาเหตุของการโคจรในระบบ

ทีมวิจัยยืนยันว่าวัตถุที่โคจรมาใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในระยะน้อยกว่า 20 หน่วยดาราศาสตร์ ด้วยความเร็วอนันต์น้อยกว่า 6 กม./วินาที อาจส่งผลกระทบต่อลำดับการโคจรที่เราสังเกตได้

ตามทฤษฎีดังกล่าว มีโอกาสเพียง 1 ใน 100 ที่ผู้มาเยือนจากดวงดาวจะสร้างวงโคจรที่เราเห็นในปัจจุบัน ซึ่งเป็นไปได้มากกว่าที่ทฤษฎีก่อนหน้านี้เสนอไว้มาก

โดยใช้การจำลองและค่าประมาณของลักษณะของวัตถุรับเชิญดังที่กล่าวมาข้างต้น ทีมงานสรุปได้ว่าทฤษฎีนี้เหมาะสมที่สุดในการอธิบายลำดับของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะในปัจจุบัน

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/cai-gi-da-quyet-dinh-trat-tu-quy-dao-cua-cac-hanh-tinh-trong-he-mat-troi-20241213012045937.htm