กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

นางแบบสวย

ในทางดาราศาสตร์แบบจำลองนีซ ( / ˈ niː s / )เป็นสถานการณ์จำลองสำหรับการวิวัฒนาการทางพลศาสตร์ของระบบสุริยะตั้งชื่อตามที่ตั้งของหอดูดาวโกตดาซูร์ ซึ่งเป็น...

นางแบบสวย

ในทางดาราศาสตร์แบบจำลองนี ( / ˈ niː s / )เป็นสถานการณ์จำลองสำหรับการวิวัฒนาการทางพลศาสตร์ของระบบสุริยะตั้งชื่อตามที่ตั้งของหอดูดาวโกตดาซูร์ ซึ่งเป็น สถานที่พัฒนาแบบจำลองนี้ครั้งแรกในปี 2548 ในเมืองนีซประเทศฝรั่งเศส[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] แบบจำลอง นี้เสนอการเคลื่อนย้ายของดาวเคราะห์ยักษ์จากโครงสร้างที่กะทัดรัดในตอนเริ่มต้นไปยังตำแหน่งปัจจุบัน หลังจากที่จานดาวเคราะห์ ต้นกำเนิดสลายไปนานแล้ว ด้วยวิธีนี้ แบบจำลองนี้จึงแตกต่างจากแบบจำลองการก่อตัวของระบบสุริยะ ก่อนหน้านี้ การเคลื่อนย้ายของดาวเคราะห์ นี้ ถูกนำมาใช้ในการจำลองทางพลศาสตร์ของระบบสุริยะเพื่ออธิบายเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ รวมถึงการระดมยิงครั้งใหญ่ในช่วงปลายของระบบสุริยะชั้นในการก่อตัวของเมฆออร์ตและการมีอยู่ของกลุ่มวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะเช่นแถบไคเปอร์ ดาวเคราะห์น้อย โทรจัน ของเนปจูนและดาวพฤหัสบดีและวัตถุเรโซแนนซ์นอกเนปจูน จำนวนมาก ที่เนปจูนมีอิทธิพลเหนือกว่า

การจำลองแสดงดาวเคราะห์ชั้นนอกและแถบดาวเคราะห์น้อย: (ก) การจัดเรียงตัวในช่วงแรก ก่อนที่ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์จะเกิดการสั่นพ้อง 2:1; (ข) การกระจัดกระจายของดาวเคราะห์น้อยเข้าไปในระบบสุริยะชั้นในหลังจากการเปลี่ยนวงโคจรของดาวเนปจูน (สีน้ำเงินเข้ม) และดาวยูเรนัส (สีน้ำเงินอ่อน); (ค) หลังจากดาวเคราะห์ขับดาวเคราะห์น้อยออกไป[ 4 ]

คำอธิบาย

แก่นหลักดั้งเดิมของแบบจำลอง Nice คือชุดบทความสามฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ทั่วไปNatureในปี 2548 โดยความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ในสิ่งพิมพ์เหล่านี้ ผู้เขียนทั้งสี่เสนอว่าหลังจากที่ก๊าซและฝุ่นของจานระบบสุริยะดั้งเดิมสลายไปดาวเคราะห์ยักษ์ ทั้งสี่ดวง ( ดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ) เดิมทีพบว่าโคจรเป็นวงกลมเกือบสมบูรณ์ โดยมีรัศมีระหว่าง 5.5 ถึง 17  หน่วยดาราศาสตร์ (AU) ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าระยะทางปัจจุบันของดาวยูเรนัส และมีระยะห่างและความหนาแน่นมากกว่าในปัจจุบันมาก จานขนาดใหญ่และหนาแน่นของ ดาวเคราะห์ น้อย หินและ " น้ำแข็ง " ขนาดเล็กที่มี มวล รวมประมาณ 35 เท่าของมวลโลกแผ่ขยายจากวงโคจรของดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ไกลที่สุดไปจนถึงระยะประมาณ35 auจากดวงอาทิตย์

ตามแบบจำลองไนซ์ ระบบดาวเคราะห์วิวัฒนาการในลักษณะดังต่อไปนี้: ดาวเคราะห์น้อยที่ขอบด้านในของจานดาวเคราะห์จะโคจรมาปะทะกับดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ด้านนอกสุด (ยูเรนัสหรือเนปจูน) เป็นครั้งคราวซึ่งจะทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์น้อยเปลี่ยนแปลงไป ดาวเคราะห์จะกระจายวัตถุขนาดเล็กที่เป็นน้ำแข็งส่วนใหญ่ที่มันพบเจอเข้ามาด้านใน ซึ่งจะทำให้ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ออกไปด้านนอกเนื่องจากได้รับโมเมนตัมเชิงมุมจากวัตถุที่กระจายออกไป ดาวเคราะห์น้อยที่เบี่ยงเบนเข้ามาด้านในจะโคจรมาปะทะกับยูเรนัส เนปจูน และดาวเสาร์ (หรือเนปจูน จากนั้นยูเรนัส จากนั้นดาวเสาร์) ตามลำดับ ทำให้แต่ละดวงเคลื่อนที่ออกไปด้านนอกด้วยกระบวนการเดียวกัน แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงวงโคจรที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนโมเมนตัมแต่ละครั้งจะเล็กน้อย แต่โดยรวมแล้วการปะทะกันของดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้จะทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์เปลี่ยนไป ( เคลื่อนย้าย ) อย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปจนกระทั่งดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์กับดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดและมีมวลมากที่สุด แรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวพฤหัสบดีจะส่งดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นออกไปโคจรเป็นวงรี หรือแม้กระทั่งขับพวกมันออกจากระบบสุริยะไปเลย ในทางตรงกันข้าม การกระทำเช่นนี้จะทำให้ดาวพฤหัสบดีเคลื่อนที่เข้ามาใกล้ระบบสุริยะมากขึ้นเล็กน้อย

อัตราการปะทะกันของวงโคจรที่ต่ำจะควบคุมอัตราการสูญเสียดาวเคราะห์น้อยจากจาน และอัตราการเคลื่อนย้ายที่สอดคล้องกัน หลังจากเคลื่อนย้ายอย่างช้าๆ เป็นเวลาหลายร้อยล้านปี ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ยักษ์สองดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด จะถึงจุดเรโซแนนซ์การเคลื่อนที่เฉลี่ย 1:2 ระหว่างกัน ซึ่งหมายความว่าคาบการโคจรของดาวเสาร์เป็นสองเท่าของดาวพฤหัสบดี เรโซแนนซ์นี้จะเพิ่มความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรทำให้ระบบดาวเคราะห์ทั้งหมดไม่เสถียร การจัดเรียงของดาวเคราะห์ยักษ์จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและรุนแรง[ 7 ]ดาวพฤหัสบดีผลักดาวเสาร์ออกไปสู่ตำแหน่งปัจจุบัน และการย้ายตำแหน่งนี้ทำให้เกิดการปะทะกันของแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเสาร์และดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ ทั้งสอง ดวง ซึ่งผลักดันเนปจูนและยูเรนัสไปสู่วงโคจรที่เยื้องศูนย์กลางมากขึ้น ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์เหล่านี้จะพุ่งชนจานดาวเคราะห์น้อย ทำให้ดาวเคราะห์น้อยหลายหมื่นดวงกระจัดกระจายออกจากวงโคจรที่เคยเสถียรในระบบสุริยะชั้นนอก การหยุดชะงักนี้ทำให้จานดั้งเดิมกระจัดกระจายไปเกือบทั้งหมด โดยกำจัดมวลออกไป 99% แม้ว่าสถานการณ์นี้จะอธิบายถึงการไม่มีประชากร หนาแน่นของดาวเคราะห์น้อย นอกเนปจูน[ 5 ]แต่แบบจำลองทางเลือกอื่น ๆ ที่ทำให้เกิดการลดลงของดาวเคราะห์น้อยนอกดาวเสาร์เช่นเดียวกัน แต่ไม่มีการเคลื่อนย้ายของดาวเคราะห์หรือการสั่นพ้องที่วุ่นวาย ก็ได้รับการเสนอขึ้นมาแล้ว

รายละเอียดของการคำนวณของแบบจำลอง Nice นั้นมีความอ่อนไหวต่อปฏิสัมพันธ์ที่วุ่นวายระหว่างดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย การคำนวณดังกล่าวมักประสบปัญหาจากข้อผิดพลาดทางตัวเลข โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดจากการปัดเศษและการแบ่งช่วงเวลา[ 8 ]เดิมทีคิดว่าแบบจำลองนี้จะทำให้ดาวเคราะห์น้อยบางดวงถูกเหวี่ยงเข้าไปในระบบสุริยะชั้นใน ทำให้เกิดการพุ่งชนอย่างฉับพลันบนดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน : การระดมยิงครั้งใหญ่ในช่วงปลาย (LHB) [ 4 ]อย่างไรก็ตาม ต่อมาได้มีการพิสูจน์แล้วว่า LHB ไม่สอดคล้องกับอายุและความอุดมสมบูรณ์ของหลุมอุกกาบาตบนดาวเคราะห์น้อยเวสตาและการสังเกตการณ์ดวงจันทร์ดั้งเดิมเป็นผลมาจากความคลาดเคลื่อนทางสถิติในการกำหนดอายุของหลุมอุกกาบาต[ 9 ]

ตามแบบจำลอง Nice ดาวเคราะห์ยักษ์จะไปถึงแกนกึ่งเอกวง โคจรสุดท้ายในที่สุด และแรงเสียดทานไดนามิกกับจานดาวเคราะห์น้อยที่เหลืออยู่จะลดความเยื้องศูนย์และทำให้วงโคจรของยูเรนัสและเนปจูนเป็นวงกลมอีกครั้ง[ 10 ]

ในแบบจำลองเริ่มต้นของ Tsiganis และเพื่อนร่วมงานประมาณ 50% ดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสก็สลับตำแหน่งกันด้วย[ 5 ] อย่างไรก็ตาม สถิติดังกล่าวไม่สามารถตีความได้ว่าเป็นความน่าจะเป็นในระบบที่วุ่นวายทางพลวัต แม้ว่าการสลับตำแหน่งของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนจะสอดคล้องกับแบบจำลองการก่อตัวของพวกมันในจานที่มีความหนาแน่นพื้นผิวลดลงตามระยะทางจากดวงอาทิตย์[ 1 ] แต่ก็ ไม่มีเหตุผลที่น่าเชื่อถือว่าทำไมมวลของดาวเคราะห์จึงควรเป็นไปตามโปรไฟล์ความหนาแน่นของจาน

ตัวอย่าง การจำลองด้วยโปรแกรม Nice Model เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งสี่ดวง

ลักษณะของระบบสุริยะ

การจำลองแบบจำลองพลวัตของระบบสุริยะด้วยเงื่อนไขเริ่มต้นที่แตกต่างกันตลอดช่วงเวลาจำลองของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ จะทำให้เกิดการกระจายตัวของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่หลากหลาย เพื่ออธิบายความหลากหลายของตระกูลวัตถุในปริมาณที่สังเกตได้ จำเป็นต้องมีเงื่อนไขเริ่มต้นที่หลากหลายสำหรับระบบสุริยะ ความหลากหลายของเงื่อนไขเริ่มต้นนี้ทำให้แบบจำลองไม่สามารถนำไปใช้ได้จริงและน่าสงสัย เพราะจะมีเพียงแบบจำลองเดียวของระบบสุริยะในยุคเริ่มต้นเท่านั้น และแบบจำลองนั้นควรจะสามารถอธิบายตระกูลวัตถุขนาดเล็กทั้งหมดในปริมาณที่สังเกตได้

การพิสูจน์แบบจำลองวิวัฒนาการของระบบสุริยะยุคแรกนั้นเป็นเรื่องยาก เนื่องจากไม่สามารถสังเกตวิวัฒนาการได้โดยตรง อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของแบบจำลองพลวัตใดๆ ก็สามารถตัดสินได้โดยการเปรียบเทียบการคาดการณ์ประชากรจากการจำลองกับการสังเกตทางดาราศาสตร์ของประชากรเหล่านี้[ 7 ]ในปัจจุบัน ยังไม่มีแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่น่าพอใจใดๆ ที่สามารถอธิบายสถาปัตยกรรมของระบบสุริยะในปัจจุบันได้

การระดมยิงอย่างหนักในช่วงปลาย

แรงจูงใจหลักในการนำแบบจำลอง Nice มาใช้คือการอธิบาย Late Heavy Bombardment (LHB) ซึ่งเป็นการพุ่งขึ้นอย่างไม่คาดคิดของการชนของดาวเคราะห์น้อยและการก่อตัวของหลุมอุกกาบาตบนพื้นผิวดวงจันทร์และดาวเคราะห์ภาคพื้นดินเมื่อประมาณ 600 ล้านปีหลังจากการกำเนิดของระบบสุริยะ อย่างไรก็ตาม การศึกษาใหม่เกี่ยวกับอายุของหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์แสดงให้เห็นว่าไม่มีจุดสูงสุดในบันทึกการเกิดหลุมอุกกาบาต แต่กลับเป็นการลดลงแบบเลขชี้กำลังของจำนวนหลุมอุกกาบาตเมื่อเวลาผ่านไป การพุ่งขึ้นอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ทางสถิติโดยมีความไม่แน่นอนที่จำกัดในการกำหนดอายุของหลุมอุกกาบาตรวมกับอายุที่ตัดออกของดวงจันทร์เพื่อสร้างจุดสูงสุดที่เห็นได้ชัดในการกระจายอายุที่อนุมานได้ ซึ่งก็คือ LHB [ 11 ] นอกจากนี้ การวัดล่าสุดโดยเลเซอร์อะเบลชั่นไมโครโพรบของอัตราส่วนไอโซโทปอาร์กอน 40 ต่ออาร์กอน 39 บนพื้นผิวของเวสต้ายังมีความขัดแย้งอย่างมากกับ LHB [ 9 ]

ตามแบบฉบับของ Nice จะอธิบาย LHB ดังนี้

ดาวเคราะห์น้อยน้ำแข็งจะกระจัดกระจายไปตามวงโคจรที่ตัดกับดาวเคราะห์เมื่อจานรอบนอกถูกรบกวนโดยยูเรนัสและเนปจูน ทำให้เกิดการพุ่งชนอย่างรวดเร็วจากวัตถุที่เป็นน้ำแข็ง การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบนอกยังทำให้การเคลื่อนที่เฉลี่ยและการสั่นพ้องแบบระยะยาวกวาดไปทั่วระบบสุริยะชั้นใน ในแถบดาวเคราะห์น้อย สิ่งเหล่านี้กระตุ้นความเยื้องศูนย์ของดาวเคราะห์น้อย ทำให้พวกมันโคจรไปในวงโคจรที่ตัดกับวงโคจรของดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน ทำให้เกิดการพุ่งชนจากวัตถุที่เป็นหินเป็นระยะเวลานานขึ้น และกำจัดมวลไปประมาณ 90% จำนวนดาวเคราะห์น้อยที่จะไปถึงดวงจันทร์นั้นสอดคล้องกับบันทึกหลุมอุกกาบาตจาก LHB [ 4 ]อย่างไรก็ตาม การกระจายวงโคจรที่คาดการณ์ไว้ของดาวเคราะห์น้อยที่เหลืออยู่ไม่ตรงกับการสังเกตการณ์[ 12 ]ในระบบสุริยะชั้นนอก การชนกับดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีนั้นรุนแรงพอที่จะทำให้วัสดุบนแกนีมีดละลาย ส่งผลให้โลหะ หิน และน้ำแข็งแยกออกจากกัน แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อคาลิสโต เนื่องจากอยู่ไกลจากดาวพฤหัสบดีมากกว่า จึงถูกชนด้วยความเร็วที่ต่ำกว่า[ 13 ]อย่างไรก็ตาม การชนของดาวเคราะห์น้อยน้ำแข็งกับดวงจันทร์ชั้นในของดาวเสาร์นั้นรุนแรงมาก ส่งผลให้น้ำแข็งบนดวงจันทร์เหล่านั้นระเหยกลายเป็นไอ[ 14 ]

ข้อสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับ LHB ในฐานะช่วงเวลาพิเศษในวิวัฒนาการช่วงต้นของระบบสุริยะ ยังทำให้ความน่าเชื่อถือของแบบจำลองไนซ์ลดลงด้วย

กลุ่มดาวโทรจันและแถบดาวเคราะห์น้อย

หลังจากที่ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์โคจรผ่านจุดเรโซแนนซ์ 2:1 อิทธิพลแรงโน้มถ่วงรวมของพวกมันจะทำให้บริเวณโคจรร่วมของกลุ่มดาวโทรจันไม่เสถียร ทำให้กลุ่มดาวโทรจัน ที่มีอยู่ ณ จุด Lagrange L 4และ L 5 ของดาวพฤหัสบดีและดาวเนปจูนสามารถหลุดออกไปได้ และวัตถุใหม่จากจานดาวเคราะห์น้อยชั้นนอกสามารถถูกจับได้[ 15 ]วัตถุในบริเวณโคจรร่วมของกลุ่มดาวโทรจันจะเกิดการสั่นไหวโดยเคลื่อนที่แบบเป็นวัฏจักรสัมพันธ์กับจุด L 4และ L 5เมื่อดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์อยู่ใกล้กันแต่ไม่อยู่ในภาวะเรโซแนนซ์ ตำแหน่งที่ดาวพฤหัสบดีผ่านดาวเสาร์เมื่อเทียบกับจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของพวกมันจะหมุนวนอย่างช้าๆ หากคาบของการหมุนวนนี้ตรงกับคาบที่กลุ่มดาวโทรจันสั่นไหว ช่วงการสั่นไหวสามารถเพิ่มขึ้นได้จนกว่าพวกมันจะหลุดออกไป[ 6 ]เมื่อปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น บริเวณโคจรร่วมของกลุ่มดาวโทรจันจะ "เปิดทางพลวัต" และวัตถุสามารถทั้งหลุดออกไปและเข้ามาได้ โทรจันดั้งเดิมหลุดรอดไปได้ และวัตถุจำนวนหนึ่งจากจานดาวเคราะห์น้อยที่ถูกทำลายจะเข้ามาอาศัยอยู่ในบริเวณนั้นชั่วคราว[ 3 ]ต่อมาเมื่อระยะห่างระหว่างวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์เพิ่มขึ้น บริเวณโทรจันจะกลายเป็น "ปิดแบบไดนามิก" และดาวเคราะห์น้อยในบริเวณโทรจันจะถูกจับไว้ โดยหลายดวงยังคงอยู่จนถึงปัจจุบัน[ 6 ]โทรจันที่ถูกจับไว้มีค่าความเอียงที่หลากหลายเนื่องจากการเผชิญหน้ากับดาวเคราะห์ยักษ์ซ้ำๆ ซึ่งก่อนหน้านี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจ[ 3 ]ค่าแอมพลิจูดการสั่นและค่าความเยื้องศูนย์กลางของประชากรจำลองยังตรงกับการสังเกตวงโคจรของโทรจันดาวพฤหัสบดีด้วย[ 6 ]กลไกของแบบจำลอง Nice นี้สร้างโทรจันดาวเนปจูน ในลักษณะเดียวกัน [ 3 ]

ดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากจะถูกจับไว้ใน เรโซแนนซ์ การเคลื่อนที่เฉลี่ย ของดาวพฤหัสบดี ขณะที่ดาวพฤหัสบดีเคลื่อนตัวเข้ามาใกล้ ดาวเคราะห์น้อยที่ยังคงอยู่ในเรโซแนนซ์ 3:2 กับดาวพฤหัสบดีจะก่อตัวเป็นกลุ่มฮิลดาความเยื้องศูนย์กลางของวัตถุอื่นๆ ลดลงขณะที่อยู่ในเรโซแนนซ์และหลุดออกไปสู่วงโคจรที่เสถียรในแถบดาวเคราะห์ น้อยด้านนอก ที่ระยะทางมากกว่า2.6 auเมื่อเรโซแนนซ์เคลื่อนตัวเข้ามาใกล้[ 16 ]วัตถุที่ถูกจับไว้เหล่านี้จะเกิดการกัดเซาะจากการชนกัน ทำให้ประชากรถูกบดขยี้เป็นชิ้นส่วนที่เล็กลงเรื่อยๆ ซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ยาร์คอฟสกีซึ่งทำให้วัตถุขนาดเล็กเคลื่อนตัวเข้าสู่เรโซแนนซ์ที่ไม่เสถียร และแรงต้านของพอยน์ติง-โรเบิร์ตสันซึ่งทำให้อนุภาคขนาดเล็กเคลื่อนตัวเข้าหาดวงอาทิตย์ กระบวนการเหล่านี้อาจกำจัดมวลเดิมที่ฝังอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยไปมากกว่า 90% [ 17 ]การกระจายความถี่ตามขนาดของประชากรจำลองนี้หลังจากการกัดเซาะนี้สอดคล้องกับการสังเกตการณ์เป็นอย่างดี ความสอดคล้องนี้ชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัสบดี ฮิลดา และดาวเคราะห์น้อยประเภท D สเปกตรัม เช่น วัตถุบางดวงในแถบดาวเคราะห์น้อยชั้นนอก เป็นดาวเคราะห์น้อยที่เหลืออยู่จากกระบวนการจับและกัดเซาะนี้[ 17 ]ดาวเคราะห์แคระ1 เซเรสอาจเป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่ถูกจับโดยกระบวนการนี้[ 18 ]ดาวเคราะห์น้อยประเภท D ที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้บางดวงมีแกนกึ่งเอก< 2.5 auซึ่งอยู่ใกล้กว่าดาวเคราะห์น้อยที่จะถูกจับในแบบจำลอง Nice ดั้งเดิม[ 19 ]

ดาวบริวารระบบนอก

ประชากรดั้งเดิมของดาวบริวารที่ไม่ปกติที่ถูกจับโดยกลไกแบบดั้งเดิม เช่น แรงต้านหรือการกระทบจากจานสะสมมวล[ 20 ]จะสูญหายไปในระหว่างการเผชิญหน้ากันระหว่างดาวเคราะห์ในช่วงเวลาที่ระบบโลกไม่เสถียร[ 5 ]ในแบบจำลอง Nice ดาวเคราะห์ชั้นนอกจะพบกับดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากหลังจากที่ยูเรนัสและเนปจูนเข้ามาและรบกวนจานดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้บางส่วนถูกจับโดยดาวเคราะห์เหล่านี้ผ่านปฏิสัมพันธ์สามทางในระหว่างการเผชิญหน้ากันระหว่างดาวเคราะห์สองดวง เช่น ยูเรนัสและเนปจูน ความน่าจะเป็นที่ดาวเคราะห์น้อยดวงใดดวงหนึ่งจะถูกจับโดยยักษ์น้ำแข็งคือไม่กี่เท่าของ 10 −7 [ 21 ] ดาวบริวารใหม่เหล่านี้สามารถถูกจับได้เกือบทุกมุม ดังนั้นจึงไม่เหมือนกับดาวบริวารปกติของดาวเสาร์ยูเรนัสและเนปจูนพวกมันจึงไม่จำเป็นต้องโคจรอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ ดาวบริวารที่ไม่ปกติบางดวงอาจมีการแลกเปลี่ยนกันระหว่างดาวเคราะห์ด้วยซ้ำวงโคจรที่ไม่สม่ำเสมอที่เกิดขึ้นนั้นสอดคล้องกับแกนกึ่งเอก ความเอียง และความเยื้องศูนย์กลางของประชากรที่สังเกตได้ แต่ไม่สามารถอธิบายดวงจันทร์ที่ไม่สม่ำเสมอของดาวพฤหัสบดีได้ (ดูด้านล่าง) [ 21 ]การชนกันในภายหลังระหว่างดาวเทียมที่ถูกจับเหล่านี้อาจก่อให้เกิดกลุ่มการชนกันที่ คาดการณ์ไว้ ซึ่งเห็นได้ในปัจจุบัน[ 22 ]การชนกันเหล่านี้ยังจำเป็นต่อการลดขนาดประชากรให้เหลือการกระจายขนาดในปัจจุบันด้วย[ 23 ]

ไทรทันดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของเนปจูน สามารถอธิบายได้หากมันถูกจับไว้ในปฏิสัมพันธ์สามวัตถุที่เกี่ยวข้องกับการแตกสลายของดาวเคราะห์น้อยคู่[ 24 ]การแตกสลายของดาวเคราะห์น้อยคู่ดังกล่าวจะมีโอกาสเกิดขึ้นได้มากกว่าหากไทรทันเป็นสมาชิกที่เล็กกว่าของดาวเคราะห์น้อยคู่[ 25 ]อย่างไรก็ตาม การจับไทรทันจะมีโอกาสเกิดขึ้นได้มากกว่าในระบบสุริยะยุคแรก เมื่อจานก๊าซจะลดความเร็วสัมพัทธ์ และปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนคู่โดยทั่วไปจะไม่สามารถจัดหาวัตถุขนาดเล็กจำนวนมากได้[ 25 ]

ในการจำลองแบบจำลอง Nice เบื้องต้นที่จำลองลักษณะอื่นๆ ของระบบสุริยะชั้นนอกนั้น ยังไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ มากพอที่จะอธิบายกลุ่มดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอาจมีกลไกที่สองที่ทำงานอยู่สำหรับดาวเคราะห์ดวงนั้น หรือการจำลองในช่วงแรกๆ ไม่ได้จำลองวิวัฒนาการของวงโคจรของดาวเคราะห์ยักษ์[ 21 ]

การก่อตัวของแถบไคเปอร์

การเคลื่อนย้ายของดาวเคราะห์ชั้นนอกยังจำเป็นต่อการอธิบายถึงการดำรงอยู่และคุณสมบัติของบริเวณชั้นนอกสุดของระบบสุริยะ[ 10 ]เดิมทีแถบไคเปอร์มีความหนาแน่นมากกว่าและอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า โดยมีขอบด้านนอกอยู่ที่ประมาณ30 auขอบด้านในจะอยู่เลยวงโคจรของยูเรนัสและเนปจูนซึ่งในขณะนั้นอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าเมื่อก่อตัวขึ้น (น่าจะอยู่ในช่วง15–20 au ) และอยู่ในตำแหน่งตรงข้าม กันโดยยูเรนัสอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากกว่าเนปจูน[ 4 ] [ 10 ]

การปะทะกันของแรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์ทำให้เนปจูนกระจายออกไปด้านนอกสู่จานดาวเคราะห์น้อย โดยมีกึ่งแกนเอกประมาณ 28 หน่วยดาราศาสตร์และความเยื้องศูนย์กลางสูงถึง 0.4 ความเยื้องศูนย์กลางสูงของเนปจูนทำให้การสั่นพ้องของการเคลื่อนที่เฉลี่ยของมันซ้อนทับกัน และวงโคจรในบริเวณระหว่างเนปจูนและการสั่นพ้องของการเคลื่อนที่เฉลี่ย 2:1 ของมันกลายเป็นวงโคจรที่ไร้ระเบียบ วงโคจรของวัตถุที่อยู่ระหว่างเนปจูนและขอบของจานดาวเคราะห์น้อยในเวลานั้นสามารถวิวัฒนาการออกไปสู่วงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์กลางต่ำและเสถียรภายในบริเวณนี้ได้ เมื่อความเยื้องศูนย์กลางของเนปจูนลดลงเนื่องจากแรงเสียดทานทางพลศาสตร์ วัตถุเหล่านั้นจะถูกดักจับอยู่ในวงโคจรเหล่านี้ วัตถุเหล่านี้ก่อตัวเป็นแถบเย็นทางพลศาสตร์ เนื่องจากความเอียงของพวกมันยังคงมีขนาดเล็กในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับเนปจูน ต่อมา เมื่อเนปจูนเคลื่อนตัวออกไปด้านนอกในวงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์ต่ำ วัตถุที่กระจัดกระจายออกไปจะถูกจับเข้าสู่การสั่นพ้อง และค่าความเยื้องศูนย์ของวัตถุเหล่านั้นจะลดลงและค่าความเอียงจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากกลไกโคไซทำให้วัตถุเหล่านั้นสามารถหลุดออกไปสู่วงโคจรที่มีความเอียงสูงขึ้นและมีเสถียรภาพมากขึ้น วัตถุอื่นๆ ยังคงถูกจับอยู่ในการสั่นพ้อง ก่อตัวเป็นพลูติโนและกลุ่มวัตถุที่สั่นพ้องอื่นๆ กลุ่มวัตถุทั้งสองกลุ่มนี้มีความร้อนทางพลศาสตร์สูง มีค่าความเอียงและความเยื้องศูนย์สูงกว่า เนื่องจากวัตถุเหล่านั้นกระจัดกระจายออกไปด้านนอกและมีช่วงเวลาที่ยาวนานกว่าที่วัตถุเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับเนปจูน[ 10 ]

วิวัฒนาการของวงโคจรของเนปจูนนี้ทำให้เกิดประชากรทั้งแบบเรโซแนนซ์และไม่เรโซแนนซ์ ขอบด้านนอกที่เรโซแนนซ์ 2:1 ของเนปจูน และมวลเล็กน้อยเมื่อเทียบกับจานดาวเคราะห์น้อยดั้งเดิม การหลีกเลี่ยงพลูติโนที่มีความเอียงต่ำมากเกินไปในแบบจำลองอื่นๆ เกิดจากการที่เนปจูนกระจายออกไปด้านนอก ทำให้เรโซแนนซ์ 3:2 ของมันอยู่นอกขอบเดิมของจานดาวเคราะห์น้อย ตำแหน่งเริ่มต้นที่แตกต่างกัน โดยวัตถุคลาสสิกเย็นส่วนใหญ่มาจากจานด้านนอก และกระบวนการจับยึด เสนอคำอธิบายสำหรับการกระจายความเอียงแบบสองโหมดและความสัมพันธ์กับองค์ประกอบ[ 10 ]อย่างไรก็ตาม วิวัฒนาการของวงโคจรของเนปจูนนี้ไม่สามารถอธิบายลักษณะบางอย่างของการกระจายวงโคจรได้ มันทำนายค่าความเยื้องศูนย์กลางเฉลี่ยที่มากกว่าในวงโคจรของวัตถุแถบไคเปอร์แบบคลาสสิกมากกว่าที่สังเกตได้ (0.10–0.13 เทียบกับ 0.07) และมันไม่ได้สร้างวัตถุที่มีความเอียงสูงมากพอ นอกจากนี้ยังไม่สามารถอธิบายการไม่มีวัตถุสีเทาอย่างสมบูรณ์ในประชากรที่เย็นได้ แม้ว่าจะมีการเสนอแนะว่าความแตกต่างของสีเกิดขึ้นบางส่วนจากกระบวนการวิวัฒนาการของพื้นผิวมากกว่าที่จะเกิดจากความแตกต่างในองค์ประกอบดั้งเดิมทั้งหมด[ 26 ]

การขาดแคลนวัตถุที่มีความเยื้องศูนย์ต่ำที่สุดตามที่คาดการณ์ไว้ในแบบจำลอง Nice อาจบ่งชี้ว่าประชากรเย็นก่อตัวขึ้นในบริเวณนั้น นอกจากวงโคจรที่แตกต่างกันแล้ว ประชากรร้อนและเย็นยังมีสีที่แตกต่างกันอีกด้วย ประชากรเย็นมีสีแดงกว่าประชากรร้อนอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งบ่งชี้ว่ามีองค์ประกอบที่แตกต่างกันและก่อตัวขึ้นในภูมิภาคที่แตกต่างกัน[ 26 ] [ 27 ]ประชากรเย็นยังรวมถึงวัตถุไบนารีจำนวนมากที่มีวงโคจรที่ยึดเหนี่ยวกันอย่างหลวมๆ ซึ่งไม่น่าจะรอดพ้นจากการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับเนปจูน[ 28 ]หากประชากรเย็นก่อตัวขึ้นในตำแหน่งปัจจุบัน การรักษามันไว้จะต้องอาศัยความเยื้องศูนย์ของเนปจูนที่ยังคงมีขนาดเล็ก[ 29 ]หรือจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของมันเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างมันกับยูเรนัส[ 30 ]

จานกระจัดกระจายและเมฆออร์ต

วัตถุที่กระจัดกระจายออกไปด้านนอกโดยเนปจูนไปยังวงโคจรที่มีแกนกึ่งเอกมากกว่า50 auสามารถถูกจับไว้ในเรโซแนนซ์ที่ก่อตัวเป็นประชากรเรโซแนนซ์ของจานกระจายหรือหากความเยื้องศูนย์กลางของพวกมันลดลงในขณะที่อยู่ในเรโซแนนซ์ พวกมันสามารถหลุดออกจากเรโซแนนซ์ไปยังวงโคจรที่เสถียรในจานกระจายในขณะที่เนปจูนกำลังเคลื่อนที่ เมื่อความเยื้องศูนย์กลางของเนปจูนมีขนาดใหญ่ จุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์ของมันสามารถไปไกลกว่าวงโคจรปัจจุบันของมันได้ วัตถุที่ถึงจุดใกล้สุดจากดวงอาทิตย์ใกล้เคียงหรือใหญ่กว่าของเนปจูนในเวลานี้สามารถแยกตัวออกจากเนปจูนได้เมื่อความเยื้องศูนย์กลางของมันลดลง ทำให้จุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์ลดลง และทิ้งพวกมันไว้ในวงโคจรที่เสถียรในจานกระจาย[ 10 ]

วัตถุที่กระจัดกระจายออกไปด้านนอกโดยยูเรนัสและเนปจูนไปยังวงโคจรที่ใหญ่กว่า (ประมาณ5,000 au ) อาจมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของพวกมันสูงขึ้นเนื่องจากกระแสน้ำขึ้นลงของกาแล็กซีทำให้พวกมันหลุดพ้นจากอิทธิพลของดาวเคราะห์ที่ก่อตัวเป็นเมฆออร์ตชั้นในที่มีความเอียงปานกลาง วัตถุอื่นๆ ที่ไปถึงวงโคจรที่ใหญ่กว่านั้นอาจถูกรบกวนโดยดาวฤกษ์ใกล้เคียงที่ก่อตัวเป็นเมฆออร์ตชั้นนอกที่มีความเอียงแบบไอโซโทรปิก วัตถุที่กระจัดกระจายโดยดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มักจะถูกขับออกจากระบบสุริยะ[ 31 ]หลายเปอร์เซ็นต์ของจานดาวเคราะห์น้อยเริ่มต้นสามารถถูกสะสมในแหล่งกักเก็บเหล่านี้ได้[ 32 ]

การแก้ไข

แบบจำลอง Nice ได้รับการแก้ไขหลายครั้งนับตั้งแต่ตีพิมพ์ครั้งแรก การเปลี่ยนแปลงบางอย่างสะท้อนให้เห็นถึงความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยะ ในขณะที่บางอย่างเกิดขึ้นหลังจากพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการคาดการณ์และการสังเกตการณ์ แบบจำลองอุทกพลศาสตร์ของระบบสุริยะในยุคแรกบ่งชี้ว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ยักษ์จะมาบรรจบกัน ส่งผลให้พวกมันถูกจับเข้าสู่ชุดของเรโซแนนซ์[ 33 ]การเข้าใกล้เรโซแนนซ์ 2:1 อย่างช้าๆ ของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ก่อนที่จะเกิดความไม่เสถียรและการแยกวงโคจรของพวกมันอย่างราบรื่นหลังจากนั้น ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถเปลี่ยนแปลงวงโคจรของวัตถุในระบบสุริยะชั้นในได้เนื่องจากเรโซแนนซ์แบบกวาดล้าง อย่างแรกอาจส่งผลให้วงโคจรของดาวอังคารตัดกับวงโคจรของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินดวงอื่นๆ ทำให้ระบบสุริยะชั้นในไม่เสถียร หากหลีกเลี่ยงอย่างแรกได้ อย่างหลังก็จะยังคงทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินมีค่าความเยื้องศูนย์มากขึ้น[ 34 ]การกระจายวงโคจรของแถบดาวเคราะห์น้อยก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย ทำให้มีวัตถุที่มีมุมเอียงสูงมากเกินไป[ 12 ]ความแตกต่างอื่นๆ ระหว่างการคาดการณ์และการสังเกตการณ์ ได้แก่ การที่ดาวพฤหัสบดีจับดาวเทียมรูปร่างไม่สม่ำเสมอได้น้อย การระเหยของน้ำแข็งจากดวงจันทร์ชั้นในของดาวเสาร์ การขาดแคลนวัตถุที่มีมุมเอียงสูงที่ถูกจับในแถบไคเปอร์ และการค้นพบดาวเคราะห์น้อยประเภท Dในแถบดาวเคราะห์น้อยชั้นใน เมื่อไม่นานมานี้

การปรับเปลี่ยนครั้งแรกของแบบจำลอง Nice คือตำแหน่งเริ่มต้นของดาวเคราะห์ยักษ์ การตรวจสอบพฤติกรรมของดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ในจานก๊าซโดยใช้แบบจำลองอุทกพลศาสตร์เผยให้เห็นว่าดาวเคราะห์ยักษ์จะเคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ หากการเคลื่อนที่ยังคงดำเนินต่อไป จะส่งผลให้ดาวพฤหัสบดีโคจรใกล้ดวงอาทิตย์เช่นเดียวกับดาวเคราะห์นอกระบบที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่รู้จักกันในชื่อดาวพฤหัสบดีร้อนอย่างไรก็ตาม การที่ดาวเสาร์ถูกดึงดูดเข้าสู่การสั่นพ้องกับดาวพฤหัสบดีจะป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น และการดึงดูดดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ในภายหลังส่งผลให้เกิดการจัดเรียงแบบสั่นพ้องสี่เท่าโดยมีดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์อยู่ในการสั่นพ้อง 3: 2 [ 33 ]กลไกสำหรับการรบกวนการสั่นพ้องที่ล่าช้านี้ได้รับการเสนอขึ้นเช่นกัน การเผชิญหน้าทางแรงโน้มถ่วงกับวัตถุที่มีมวลเท่ากับดาวพลูโตในจานด้านนอกจะทำให้วงโคจรของพวกมันปั่นป่วน ส่งผลให้ความเยื้องศูนย์เพิ่มขึ้น และผ่านการเชื่อมโยงของวงโคจรของพวกมัน จะทำให้ดาวเคราะห์ยักษ์เคลื่อนที่เข้าด้านใน ระหว่างการเคลื่อนตัวเข้าด้านในนี้ จะมีการข้ามเรโซแนนซ์ทางโลกที่เปลี่ยนแปลงความเยื้องศูนย์ของวงโคจรของดาวเคราะห์และรบกวนเรโซแนนซ์สี่เท่า จากนั้นจะเกิดความไม่เสถียรในช่วงท้ายที่คล้ายกับแบบจำลอง Nice ดั้งเดิม ซึ่งแตกต่างจากแบบจำลอง Nice ดั้งเดิมตรงที่จังหวะเวลาของความไม่เสถียรนี้ไม่ไวต่อวงโคจรเริ่มต้นของดาวเคราะห์หรือระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์ชั้นนอกกับจานดาวเคราะห์น้อย การรวมกันของวงโคจรดาวเคราะห์ที่เป็นเรโซแนนซ์และความไม่เสถียรในช่วงท้ายที่เกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระยะไกลเหล่านี้เรียกว่า แบบ จำลองNice 2 [ 35 ]

การปรับเปลี่ยนครั้งที่สองคือข้อกำหนดที่ว่าดาวยักษ์น้ำแข็งดวงหนึ่งจะต้องพบกับดาวพฤหัสบดี ทำให้แกนกึ่งหลักของดาวพฤหัสบดีกระโดด ในสถานการณ์ดาวพฤหัสบดีกระโดด นี้ ดาวยักษ์น้ำแข็งจะพบกับดาวเสาร์และกระจัดกระจายเข้ามาด้านในสู่วงโคจรที่ตัดกับดาวพฤหัสบดี ทำให้วงโคจรของดาวเสาร์ขยายตัว จากนั้นมันจะพบกับดาวพฤหัสบดีและกระจัดกระจายออกไปด้านนอก ทำให้วงโคจรของดาวพฤหัสบดีหดตัวลง ส่งผลให้วงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์แยกออกจากกันทีละขั้น แทนที่จะเป็นการเคลื่อนตัวแยกออกจากกันอย่างราบรื่น การแยกวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ทีละขั้นจะหลีกเลี่ยงการกวาดอย่างช้าๆ ของเรโซแนนซ์ระยะยาวทั่วระบบสุริยะชั้นใน ซึ่งจะเพิ่มความเยื้องศูนย์ของดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน[ 34 ]และทำให้แถบดาวเคราะห์น้อยมีอัตราส่วนของวัตถุที่มีความเอียงสูงต่อวัตถุที่มีความเอียงต่ำมากเกินไป[ 12 ]การพบกันระหว่างดาวยักษ์น้ำแข็งและดาวพฤหัสบดีในแบบจำลองนี้ทำให้ดาวพฤหัสบดีสามารถมีดาวบริวารที่ไม่ปกติของตัวเองได้[ 36 ]ดาวเคราะห์น้อยโทรจันของดาวพฤหัสบดีถูกจับได้หลังจากการเผชิญหน้าเหล่านี้ เมื่อแกนกึ่งหลักของดาวพฤหัสบดีกระโดด และหากดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งเคลื่อนผ่านจุดสมดุลจุดใดจุดหนึ่งที่กระจายดาวเคราะห์น้อยโทรจัน ประชากรกลุ่มหนึ่งจะลดลงเมื่อเทียบกับอีกกลุ่มหนึ่ง[ 37 ]การเคลื่อนที่ผ่านของเรโซแนนซ์ทางโลกที่เร็วขึ้นข้ามแถบดาวเคราะห์น้อยจำกัดการสูญเสียดาวเคราะห์น้อยจากแกนกลาง ดาวเคราะห์น้อยหินส่วนใหญ่ที่พุ่งชนในช่วงปลายของการระดมยิงครั้งใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากส่วนขยายภายในที่ถูกรบกวนเมื่อดาวเคราะห์ยักษ์มาถึงตำแหน่งปัจจุบัน โดยมีส่วนที่เหลืออยู่เป็นดาวเคราะห์น้อยฮังกาเรีย [ 38 ] ดาวเคราะห์น้อยประเภท D บางดวงฝังตัวอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยชั้นใน ภายในระยะ2.5 auระหว่างการเผชิญหน้ากับดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งเมื่อมันเคลื่อนผ่านแถบดาวเคราะห์น้อย[ 39 ]

แบบจำลองนีซห้าดาวเคราะห์

การดีดออกบ่อยครั้งในการจำลองการเผชิญหน้ากันระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งกับดาวพฤหัสบดี ทำให้ David Nesvorný และคนอื่นๆ ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับระบบสุริยะยุคแรกที่มีดาวเคราะห์ยักษ์ 5 ดวง โดยหนึ่งในนั้นถูกดีดออกระหว่างความไม่เสถียร[ 40 ] [ 41 ]แบบจำลอง Nice ที่มีดาวเคราะห์ 5 ดวงนี้เริ่มต้นด้วยดาวเคราะห์ยักษ์ในห่วงโซ่เรโซแนนซ์ 3:2, 3:2, 2:1, 3:2 โดยมีจานดาวเคราะห์ขนาดเล็กโคจรอยู่ด้านนอก[ 42 ] หลังจากการแตกของห่วงโซ่เรโซแนนซ์ ดาวเนปจูนจะเคลื่อนตัวออกไปด้านนอกสู่จานดาวเคราะห์ขนาดเล็กก่อน โดยไปถึง28 auก่อนที่จะเริ่มการเผชิญหน้ากันระหว่างดาวเคราะห์[ 43 ]การเคลื่อนตัวเริ่มต้นนี้จะลดมวลของจานด้านนอก ทำให้ความเยื้องศูนย์กลางของดาวพฤหัสบดีคงอยู่[ 42 ]และสร้างแถบไคเปอร์ที่มีการกระจายความเอียงที่ตรงกับการสังเกตการณ์ หากมีมวลโลก 20 เท่าเหลืออยู่ในจานดาวเคราะห์ขนาดเล็กเมื่อการเคลื่อนตัวนั้นเริ่มต้นขึ้น[ 44 ]ความเยื้องศูนย์ของเนปจูนสามารถคงอยู่ได้เล็กน้อยในช่วงที่เกิดความไม่เสถียร เนื่องจากมันพบเฉพาะกับยักษ์น้ำแข็งที่ถูกขับออกมาเท่านั้น ทำให้แถบเย็นแบบคลาสสิกในบริเวณนั้นสามารถคงอยู่ได้[ 43 ]แถบดาวเคราะห์น้อยที่มีมวลน้อยกว่า ร่วมกับการกระตุ้นความเอียงและความเยื้องศูนย์โดยวัตถุที่มีมวลเท่ากับพลูโต ยังช่วยลดการสูญเสียน้ำแข็งของดวงจันทร์ชั้นในของดาวเสาร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ[ 45 ]การรวมกันของการแตกของห่วงโซ่เรโซแนนซ์ในช่วงปลาย และการเคลื่อนย้ายของเนปจูนไปที่28 auก่อนเกิดความไม่เสถียรนั้นไม่น่าจะเป็นไปได้ในแบบจำลอง Nice 2 ช่องว่างนี้อาจถูกเชื่อมต่อด้วยการเคลื่อนย้ายที่ขับเคลื่อนด้วยฝุ่นอย่างช้าๆ เป็นเวลาหลายล้านปีหลังจากการหลุดพ้นจากเรโซแนนซ์ในช่วงต้น[ 46 ]การศึกษาในปี 2015 พบว่าแบบจำลอง Nice ห้าดาวเคราะห์มีโอกาสทางสถิติน้อยที่จะสร้างวงโคจรของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินขึ้นมาใหม่ได้[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]แม้ว่าสิ่งนี้จะบ่งชี้ว่าความไม่เสถียรเกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินและไม่สามารถเป็นแหล่งที่มาของการระดมยิงครั้งใหญ่ในช่วงปลายได้ แต่ข้อดีของความไม่เสถียรในช่วงต้นจะลดลงเนื่องจากการกระโดดครั้งใหญ่ในแกนกึ่งหลักของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ที่จำเป็นต่อการรักษาแถบดาวเคราะห์น้อย[ 50 ] [ 51 ]

ดูเพิ่มเติม

  • ภาพเคลื่อนไหวของแบบจำลองเมืองนีซ
  • การแก้ปริศนาเกี่ยวกับระบบสุริยะนั้นง่ายมาก: เพียงแค่สลับตำแหน่งของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน(เก็บถาวรเมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2020 ที่Wayback Machine)
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nice_model&oldid=1355338109 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ นางแบบสวย

ในทางดาราศาสตร์แบบจำลองนีซ ( / ˈ niː s / )เป็นสถานการณ์จำลองสำหรับการวิวัฒนาการทางพลศาสตร์ของระบบสุริยะตั้งชื่อตามที่ตั้งของหอดูดาวโกตดาซูร์ ซึ่งเป็น...

คำอธิบาย

แก่นหลักดั้งเดิมของแบบจำลอง Nice คือชุดบทความสามฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ทั่วไป Nature ในปี 2548 โดยความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ในสิ่งพิมพ์เหล่านี้ ผู้เขียนทั้งสี่เสนอว่าหลังจากที่ก๊าซและฝุ่นของจานระบบสุริยะดั้งเดิมสลายไป...

ลักษณะของระบบสุริยะ

การจำลองแบบจำลองพลวัตของระบบสุริยะด้วยเงื่อนไขเริ่มต้นที่แตกต่างกันตลอดช่วงเวลาจำลองของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ จะทำให้เกิดการกระจายตัวของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะที่หลากหลาย เพื่ออธิบายความหลากหลายของตระกูลวัตถุในปริมาณที่สังเกตได้...

การระดมยิงอย่างหนักในช่วงปลาย

แรงจูงใจหลักในการนำแบบจำลอง Nice มาใช้คือการอธิบาย Late Heavy Bombardment (LHB) ซึ่งเป็นการพุ่งขึ้นอย่างไม่คาดคิดของการชนของดาวเคราะห์น้อยและการก่อตัวของหลุมอุกกาบาตบนพื้นผิวดวงจันทร์และดาวเคราะห์ภาคพื้นดินเมื่อประมาณ 600 ล้านปีหลังจากการกำเนิดของระบบสุริยะ...