Jätteplaneter som Saturnus lutar inte bara av sig själva: något måste välta dem, eller dra i dem gravitationsmässigt, för att trycka bort dem från axeln. Forskare förväntar sig att när nya planeter föds, bildas de nästan utan lutning alls, liknar snurrorna, med deras ekvatorer i nivå med omloppsplanet där de kretsar runt sin sol.
Men ingen planet i vårt solsystem är perfekt i nivå. Jupiter är närmast, med en lutning på bara 3,12 grader. Jordens snedställning är mycket mer substantiell vid 23,45 grader, vilket får oss att uppleva en årlig cykel av säsonger när vår hemvärld vacklar på sin axel. Saturnus lutning är ännu mer extrem, med en snedställning på 26,73 grader (även om den inte är i närheten av lika extrem som Uranus, som är praktiskt taget i sidled och snurrar i en 97,86 graders vinkel mot sitt omloppsplan).
Vi kan lära oss mycket av dessa fördomar.
Vi vet, till exempel, från geologiska bevis som samlades in under Apollo-uppdragen, att jordens lutning troligen var resultatet av massiva nedslag med andra steniga föremål tidigt i planetens historia, varav den största bröt av och bildade vår måne. Precis som arkeologer undersöker lerkrukor och fragment av ben för att sätta ihop antika kulturer, kan fysiker undersöka planetariska lutningar för att förstå solsystemets förflutna. Nutida wobblingar är bevis på dramatiska händelser för länge sedan. Eller, som en ny tidning antyder, kanske inte så länge sedan.
Ett team av forskare från Paris Observatory och University of Pisa, ledd av Melaine Saillenfest, föreslår att ursprunget till Saturnus lutning kan vara mycket nyare än man tidigare trott, och att dess största måne, Titan, kan vara skyldig.
Astronomer trodde traditionellt att Saturnus lutning inte hade något att göra med dess månar, utan snarare mer att göra med interaktioner mellan den och dess andra gasjättar. En vanlig teori om solsystemets bildande, känd som Nice-modellen, tyder på att för cirka fyra miljarder år sedan inträffade en stor migration där de jättelika planeterna rörde sig långsamt utåt, under gravitationsinflytande av varandra och mindre planetesimaler.
*NY* Slutlig version: SNABBARE, längre och korrigerad tack vare Twitter! ?
— Dr. James O'Donoghue (@physicsJ) 29 december 2018
Dagslängd (sidereal) & axiell lutning för de 8 största planeterna i vårt solsystem!
Vilken planet representerar dig bäst? ?
HD-nedladdning för lärare etc: https://t.co/VnK6TlL2ld #Solsystem #SciComm pic.twitter.com/RPD8aRpUzr
Grafik av James O'Donoghue (med bilder från NASA), som visar planeternas axiella lutning.
Enligt denna modell var den skyldige ansvarig för Saturnus lutning Neptunus, som drog över den ringmärkta jätten när den svepte ut mot Kuiperbältet (faktiskt bevis från Cassini uppdrag visade att Saturnus ringar är ganska nya: de fanns förmodligen inte under den stora migrationen. Men jag avviker). Om man ska tro Nice-modellen, var planetariska snedheter huggna i sten för länge sedan och har varit relativt stabila sedan dess.
Den nya teorin som Saillenfest och teamet föreslagit håller inte med. De föreslår istället att en migration av Titan under det senaste förflutna (ca 1 miljard år sedan) är lika kapabel att förklara lutningen Saturnus har idag. Titans omloppsbana kan ha varit regelbunden i miljarder år, men deras modell visar att en omloppsresonans med Saturnus kunde ha inträffat nyligen, samtidigt som månens omloppsbana förändrades och en nästan upprättstående Saturnus tvingades falla i sidled.
Titan passerar framför Saturnus, sett av rymdfarkosten Cassini den 8 juni 2015. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
Det är svårt att vara säker på vilken modell som är korrekt utan mer bevis (kanske den kommande Dragonfly uppdrag till Titan kan dyka upp något). Men möjligheten till en sådan nyligen migration öppnar möjligheter för framtida förändringar av solsystemet. Som forskarna uttryckte det, är jätteplaneternas olägenheter 'inte avgjort en gång för alla, utan utvecklas kontinuerligt som ett resultat av migrationen av deras satelliter.' Solsystemet som vi känner det idag kanske inte är så stabilt eller oföränderligt som det verkar, och det kan vara för framtida störningar (även om jag inte skulle förlora sömn över det - inte på en miljard år eller så).
Saillenfest och medförfattare Giacomo Lari och Gwenaël Boué publicerade sin tidning i Natur astronomi tidigare i år.
Resurser:
Melaine Saillenfest, Giacomo Lari och Gwenaël Boué ' Saturnus stora snedställning förklaras av Titans snabba migration .'Natur astronomi.
Manuskript finns på: https://arxiv.org/abs/2110.04104 .