Skąd się wzięła niestabilność orbity Plutona? Naukowcy proponują wyjaśnienie

Orbita Plutona jest wysoce ekscentryczna i nachylona, a z nowych badań wynika, iż podlega ona chaotycznym perturbacjom i zmianom w krótkich przedziałach czasowych. W pozostałych, dłuższych, jest natomiast stosunkowo stabilna.

Autorzy tych analiz zaprezentowali swoje wnioski na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences. W publikacji opisują, jak przeprowadzili symulacje numeryczne orbity Plutona obejmujące okres do pięciu miliardów lat w przód, spoglądając w przyszłość Układu Słonecznego.

Czytaj też: Na rozwiązanie tej zagadki czekano ponad 70 lat. Pluton jednak magnetyczny!

Orbita Plutona różni się od orbit planet krążących po niemal kołowych orbitach wokół Słońca w pobliżu jego równika. Ta planeta karłowata potrzebuje 248 lat, aby wykonać jedno okrążenie wokół naszej gwiazdy. Porusza się przy tym po bardzo eliptycznej orbicie, nachylonej pod kątem 17 stopni do płaszczyzny ekliptyki Układu Słonecznego. W toku poprzednich badań okazało się też, że Pluton jest chroniony przed zderzeniem z Neptunem dzięki tzw. średniemu rezonansowi ruchu.

To właśnie on sprawia, iż kiedy Pluton znajduje się w tej samej odległości heliocentrycznej co Neptun, jego długość geograficzna jest oddalona od długości geograficznej Neptuna o prawie 90 stopni. Dalsze analizy wykazały natomiast, że Pluton dochodzi do peryhelium w miejscu znacznie powyżej płaszczyzny orbity Neptuna. W tym przypadku sprawcą zamieszania okazuje się zjawisko określane mianem oscylacji vZLK. Ale to nie koniec osobliwości towarzyszących orbicie Plutona. Okazuje się bowiem, że małe odchylenia warunków początkowych prowadzą do wykładniczej rozbieżności rozwiązań orbitalnych na przestrzeni dziesiątków milionów lat.

Pluton posiada co najmniej trzy cechy wpływające na nietypowość jego orbity

Prowadząc nowe symulacje, naukowcy zamierzali wyjaśnić zagadki związane z orbitą tej planety karłowatej. Jedna z długoletnich hipotez w tej sprawie zakłada, iż Pluton został wciągnięty w swój obecny średni rezonans ruchu przez Neptuna, który na pierwszych etapach istnienia Układu Słonecznego wciąż się przemieszczał. Jak wyjaśnia Renu Malhotra, nachylenie orbity Plutona jest ściśle związane z jego oscylacją vZLK. Z tego względu jej zespół postanowił sprawdzić rolę pozostałych masywnych planet w kształtowaniu orbity Plutona. Naukowcy wzięli pod uwagę Jowisza, Saturna i Urana.

Łącznie przeprowadzili symulacje w ośmiu różnych konfiguracjach: z Neptunem;
Uranem i Neptunem; Saturnem i Neptunem; Jowiszem i Neptunem; Saturnem, Uranem i Neptunem; Jowiszem, Uranem i Neptunem; Jowiszem, Saturnem i Neptunem; Jowiszem, Saturnem, Uranem i Neptunem. Okazało się, iż udział Jowisza, Saturna i Urana jest kluczowy dla występowania oscylacji vZLK.

Czytaj też: Coś dziwnego dzieje się na Neptunie. Naukowcy nie wiedzą, skąd takie wahania temperatur

Zdaniem naukowców w okresie migracji planet na przestrzeni kolejnych milionów lat istnienia Układu Słonecznego, warunki dla obiektów transneptunowych zmieniły się w taki sposób, że wiele z nich (wliczając w to Plutona) weszło w stan oscylacji vZLK. Właśnie wtedy owa planeta karłowata zyskała swoją nietypową orbitę. Dalsze badania w tej sprawie powinny wyjaśnić historię związaną z migracjami gazowych olbrzymów w naszym układzie.