Η πρόσφατη μοντελοποίηση αστεριών που μοιάζουν με τον Ήλιο με πλανητικά συστήματα, διαπίστωσε ότι ένα σύστημα με τέσσερις βραχώδεις πλανήτες και τέσσερις γίγαντες αερίου σε σταθερές τροχιές - και μόνο μια αραιοκατοικημένη εξωτερική ζώνη πλανητικών - έχει μόνο πιθανότητα ανάπτυξης 15 έως 25%. Αν και μπορεί να είστε δύσπιστοι για την εγκυρότητα ενός μοντέλου που βάζει το πιο γνωστό πλανητικό μας σύστημα στο απίθανο καλάθι, μπορεί να υπάρχει κάποια αλήθεια σε αυτό το εύρημα.
Αυτή η μοντελοποίηση έχει ενημερωθεί από την τρέχουσα βάση δεδομένων γνωστών εξωπλανητών και με άλλο τρόπο βασίζεται σε ορισμένες εκ πρώτης όψεως εύλογες υποθέσεις. Πρώτον, θεωρείται ότι οι γίγαντες αερίου δεν μπορούν να σχηματίσουν μέσα στη γραμμή παγετού ενός συστήματος - μια γραμμή πέρα από την οποία οι ενώσεις υδρογόνου, όπως το νερό, το μεθάνιο και η αμμωνία θα υπήρχαν ως πάγος. Για το Ηλιακό μας Σύστημα, αυτή η γραμμή απέχει περίπου 2,7 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο - η οποία βρίσκεται περίπου στη μέση του αστεροειδούς ιμάντα.
Οι γίγαντες φυσικού αερίου πιστεύεται ότι μπορούν να σχηματίσουν αυτό πολύ μακριά, καθώς ο σχηματισμός τους απαιτεί μεγάλο όγκο στερεού υλικού (με τη μορφή παγωμένων) που στη συνέχεια γίνονται οι πυρήνες των γίγαντων αερίου. Ενώ μπορεί να υπάρχει εξίσου βραχώδες υλικό όπως σίδηρος, νικέλιο και πυρίτιο έξω από τη γραμμή παγετού, αυτά τα υλικά δεν είναι αρκετά άφθονα για να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση γιγαντιαίων πλανητών και τυχόν πλανητικά σχήματα που μπορούν να σχηματιστούν είτε εκνευρίζονται από τους γίγαντες είτε πετάγονται εκτός τροχιάς.
Ωστόσο, εντός της γραμμής παγετού, τα βραχώδη υλικά είναι η κυρίαρχη βάση για τη δημιουργία πλανητών - δεδομένου ότι τα περισσότερα ελαφριά αέρια εκτοξεύονται έξω από την περιοχή με τη δύναμη του αστρικού ανέμου και άλλων ελαφρών ενώσεων (όπως το H2O και CO2) υποστηρίζονται μόνο από την αύξηση κατά τη διαμόρφωση πλανητικών μορίων βαρύτερων υλικών (όπως σίδηρος, νικέλιο και πυριτικά άλατα). Βραχώδεις πλανήτες αισθητού μεγέθους πιθανόν να σχηματιστούν σε αυτές τις περιοχές εντός 10-100 εκατομμυρίων ετών μετά τη γέννηση του αστεριού.
Λοιπόν, ίσως λίγο παροχικά, υποτίθεται ότι ξεκινάτε με ένα σύστημα τριών περιοχών - μια εσωτερική επίγεια περιοχή σχηματισμού πλανητών, μια περιοχή σχηματισμού γίγαντα αερίου και μια εξωτερική περιοχή μη δεσμευμένων πλανητών, όπου η βαρύτητα του αστεριού δεν επαρκεί για να τραβήξει υλικό για να εμπλακούν σε περαιτέρω αύξηση.
Από αυτή τη βάση, οι Raymond et al έτρεξαν ένα σύνολο 152 παραλλαγών, από τις οποίες προέκυψαν διάφοροι ευρείς κανόνες. Πρώτον, φαίνεται ότι η πιθανότητα διατήρησης των επίγειων εσωτερικών πλανητών εξαρτάται πολύ από τη σταθερότητα των τροχιών των γιγάντων αερίου. Συχνά, οι βαρυτικές διαταραχές μεταξύ των γιγαντιαίων αερίων οδηγούν σε υιοθέτηση περισσότερων εκκεντρικών ελλειπτικών τροχιών που στη συνέχεια καθαρίζουν όλους τους επίγειους πλανήτες - ή τους στέλνουν να συντρίβουν στο αστέρι. Μόνο το 40% των συστημάτων διατήρησε περισσότερους από έναν επίγειους πλανήτες, το 20% είχε μόνο ένα και το 40% τους είχε χάσει όλα.
Οι δίσκοι συντρίμματος της καυτής και ψυχρής σκόνης βρέθηκαν να είναι κοινά φαινόμενα σε ωριμασμένα συστήματα που διατηρούσαν τους επίγειους πλανήτες. Σε όλα τα συστήματα, η πρωτεύουσα σκόνη καθαρίζεται σε μεγάλο βαθμό εντός των πρώτων εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών - από ακτινοβολία ή από πλανήτες. Όμως, όπου διατηρούνται οι επίγειοι πλανήτες, υπάρχει αναπλήρωση αυτής της σκόνης - πιθανώς μέσω της παράλληλης λείανσης των βραχώδεις πλανητών.
Αυτό το εύρημα αντικατοπτρίζεται στον τίτλο της εργασίας Δίσκοι συντρίμμια ως πινακίδες σχηματισμού χερσαίων πλανητών. Εάν αυτή η εργασία μοντελοποίησης είναι μια ακριβής αντανάκλαση της πραγματικότητας, τότε οι δίσκοι συντρίμμια είναι συνηθισμένοι σε συστήματα με σταθερούς γίγαντες αερίου - και ως εκ τούτου επίμονοι επίγειοι πλανήτες - αλλά απουσιάζουν από συστήματα με γιγάντιες τροχιές εκκεντρικού αερίου, όπου οι επίγειοι πλανήτες έχουν καθαριστεί.
Ωστόσο, το ηλιακό σύστημα εμφανίζεται ως ασυνήθιστο σε αυτό το σχήμα. Προτείνεται ότι οι διαταραχές στις τροχιές των γιγάντων φυσικού αερίου μας, που οδήγησαν στην ύστερη βαριά βομβαρδία, όντως καθυστέρησαν ως προς τον τρόπο συμπεριφοράς άλλων συστημάτων. Αυτό μας άφησε έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό επίγειων πλανητών που είχαν σχηματιστεί πριν ξεκινήσει η αναδιάρθρωση του γίγαντα του φυσικού αερίου. Και η καθυστέρηση του συμβάντος, αφού τελείωσαν όλες οι συγκρούσεις που έχτισαν τους επίγειους πλανήτες, ξεκαθάρισαν το μεγαλύτερο μέρος των δίσκων συντρίμμια που θα μπορούσαν να ήταν εκεί - εκτός από αυτήν την αμυδρά υπόδειξη του ζωδιακού φωτός που μπορεί να παρατηρήσετε σε έναν σκοτεινό ουρανό μετά το ηλιοβασίλεμα ή πριν από την αυγή.
Περαιτέρω ανάγνωση: Οι δίσκοι Raymond et al Debris είναι οι πινακίδες του επίγειου σχηματισμού πλανητών.
