כוכבי לכת ענקיים כמו שבתאי לא פשוט נוטים מעצמם: משהו צריך להפיל אותם, או למשוך אותם בכוח הכבידה, כדי לדחוף אותם מהציר. מדענים מצפים שכאשר כוכבי לכת חדשים נולדים, הם נוצרים כמעט ללא הטיה כלל, מסתדרים כמו סביבונים, כאשר קוי המשווה שלהם מפולסים למישור המסלול שבו הם מקיפים את השמש שלהם.
אבל אף כוכב לכת במערכת השמש שלנו אינו ברמה מושלמת. צדק הוא הקרוב ביותר, מתהדר באלכסון (הטיה) של 3.12 מעלות בלבד. האלכסון של כדור הארץ הוא הרבה יותר מהותי ב-23.45 מעלות, מה שגורם לנו לחוות מחזור שנתי של עונות כשעולם הבית שלנו מתנודד על צירו. הטיה של שבתאי היא קיצונית יותר עדיין, עם אלכסון של 26.73 מעלות (אם כי היא לא קרובה כמו קיצונית כמו אורנוס, שהוא כמעט הצידה, מסתובב בזווית של 97.86 מעלות למישור המסלול שלו).
אנחנו יכולים ללמוד הרבה מהעוולות האלה.
אנו יודעים, למשל, מראיות גיאולוגיות שנאספו במהלך משימות אפולו, שהטיית כדור הארץ הייתה ככל הנראה תוצאה של פגיעות מסיביות עם עצמים סלעיים אחרים בתחילת ההיסטוריה של כוכב הלכת, שהגדול שבהם נשבר ויצר את הירח שלנו. בדיוק כפי שארכיאולוגים בוחנים עציצי חרס ושברי עצם כדי לחבר תרבויות עתיקות, פיזיקאים יכולים לבחון את ההטיות הפלנטריות כדי להבין את העבר של מערכת השמש. תנודות מודרניות הן עדות לאירועים דרמטיים לפני זמן רב. או, כפי שמציע מאמר חדש, אולי לפני זמן לא רב.
צוות חוקרים ממצפה הכוכבים של פריז ומאוניברסיטת פיזה, בראשות מלאין סיילנפסט, מציע כי מקור הטיית שבתאי עשוי להיות הרבה יותר עדכני מכפי שהאמינו בעבר, וכי ייתכן שהירח הגדול ביותר שלו, טיטאן, אשם בכך.
אסטרונומים האמינו באופן מסורתי שלנטייה של שבתאי אין שום קשר לירחיו, אלא יותר לאינטראקציות בינו לבין ענקי הגז האחרים שלו. אחת התיאוריות המרכזיות של היווצרות מערכת השמש, המכונה מודל ניס, מציעה שלפני כארבעה מיליארד שנים התרחשה נדידה גדולה שבה כוכבי הלכת הענקיים נעו לאט החוצה, תחת השפעת הכבידה זה של זה ושל פלנטזימלים קטנים יותר.
*חדש* גרסה סופית: מהירה יותר, ארוכה יותר ומתוקנת הודות לטוויטר! ?
- ד'ר ג'יימס או'דונהו (@physicsJ) 29 בדצמבר 2018
אורך יום (צדדי) והטיה צירית עבור 8 כוכבי הלכת הגדולים ביותר במערכת השמש שלנו!
איזה כוכב מייצג אותך בצורה הטובה ביותר? ?
הורדה HD למחנכים וכו': https://t.co/VnK6TlL2ld #מערכת השמש #SciComm pic.twitter.com/RPD8aRpUzr
גרפיקה מאת ג'יימס O'Donoghue (עם תמונות מנאס'א), המדגימה את ההטיה הצירית של כוכבי הלכת.
לפי מודל זה, האשם שאחראי להטיית שבתאי היה נפטון, אשר משך את הענק המכוסה כשהוא סחף החוצה לעבר חגורת קויפר (למעשה, עדויות מה- משימת קאסיני הראה שהטבעות של שבתאי הן חדשות למדי: הן כנראה לא היו בסביבה במהלך ההגירה הגדולה. אבל אני סוטה). אם להאמין למודל של ניס, נטיות פלנטריות חורטו באבן לפני זמן רב, ומאז נותרו יציבים יחסית.
התיאוריה החדשה שהציעו Saillenfest והצוות לא מסכימה. הם מציעים במקום זאת שהגירה של טיטאן בעבר הקרוב (לפני כמיליארד שנים) מסוגלת באותה מידה להסביר את ההטיה שיש לשבתאי כיום. מסלולו של טיטאן אולי נשאר סדיר במשך מיליארדי שנים, אבל המודל שלהם מראה שתהודה מסלולית עם שבתאי הייתה יכולה להתרחש לאחרונה, ובמקביל לשנות את מסלול הירח ולאלץ שבתאי כמעט זקוף ליפול הצידה.
טיטאן חולף מול שבתאי, כפי שנראה על ידי חללית קאסיני ב-8 ביוני 2015. קרדיט: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
קשה להיות בטוח איזה דגם נכון ללא ראיות נוספות (אולי הדגם הקרוב משימת שפירית לטיטאן יכול להעלות משהו). אבל האפשרות של הגירה עדכנית כזו פותחת אפשרויות לשינויים עתידיים במערכת השמש. כפי שניסחו זאת החוקרים, החסרונות של כוכבי לכת ענקיים 'אינם מסודרים אחת ולתמיד, אלא מתפתחים ללא הרף כתוצאה מהגירה של הלוויינים שלהם'. ייתכן שמערכת השמש כפי שאנו מכירים אותה היום לא תהיה יציבה או בלתי משתנה כפי שהיא נראית, ועשויה להיות בהפרעות עתידיות לבוא (אם כי לא הייתי מאבד שינה בגללה - לא במשך מיליארד שנים בערך).
Saillenfest והמחברים השותפים, ג'אקומו לארי וגוונאל בואה, פרסמו את עבודתם ב אסטרונומיה של הטבע מוקדם יותר השנה.
אֶמְצָעִי:
מלאין סיילנפסט, ג'אקומו לארי וגוונאל בוה ' האלכסון הגדול של שבתאי מוסבר בנדידה המהירה של טיטאן .'אסטרונומיה של הטבע.
כתב יד זמין ב: https://arxiv.org/abs/2110.04104 .