Machbarkeit der Grand-Tack-Hypothese

Etwas, was ich mich in letzter Zeit gefragt habe, ist, wie sehr die Grand-Tack-Hypothese einer gegenwärtigen Überprüfung standhält. Während der große Kurs darauf hindeutet, dass Jupiter und Saturn in einer mittleren Bewegungsresonanz von 3:2 gefangen waren, was zu einer Migration nach außen bis ungefähr in die Nähe ihrer gegenwärtigen Entfernungen führt, scheinen Simulationen der Dynamik planetarer Migration darauf hinzudeuten, dass eine 1:2 MMR viel ist eher auftreten , was höchstwahrscheinlich nicht zu einer Abwanderung nach außen führt.

Außerdem legt eine viel neuere Hypothese nahe, dass sich Jupiter viel weiter außerhalb als der gegenwärtige Ort gebildet hat und dann über einen Zeitraum von etwa 700.000 Jahren eingewandert ist, was die Verbreitung von Trojanern in Jupiters Umlaufbahn erklären würde. Das Ausgangsszenario dieser Hypothese unterscheidet sich vollständig von der großen Wende, die besagt, dass Jupiter in einer Entfernung von etwa 3,5 AE entstanden ist. Es sagt auch absolut nichts darüber aus, dass Jupiter und Saturn aufgrund von Resonanz weiter nach innen wandern und dann wieder nach außen wandern.

Kann die Grand-Tack-Hypothese irgendwie mit diesen neueren Studien in Einklang gebracht werden?

Antworten (1)

Was Sie im Hinterkopf behalten müssen, ist, dass der Grand Tack als Mechanismus entwickelt wurde, um während der protoplanetaren Scheibenphase eine abgeschnittene Planetesimalscheibe zwischen 0,4 und ~2 AE zu erzeugen, um die geringen Massen von Mars und Merkur zu erklären (Walsh et al ., 2011) .

Die Kleinheit von Mars und Merkur könnte anders durch Kieselsteinakkretion (Lambrechts et al., 2019) erklärt werden , die zu dieser Zeit noch nicht vollständig herausgearbeitet wurde.

Ein direkter Test dafür, ob Jupiter/Saturn tatsächlich während ihrer Wachstumsphasen migriert sind, ist ihre trojanische Zahlenasymmetrie, die die Grundlage der von Ihnen zitierten Arbeit von Pirani et al. Sie stellen fest, dass die Trojaner-zu-Griechischen-Zahlen nur im Fall einer In-situ-Bildung gleich sein sollten, dies aber nicht der Fall ist.
Die beobachtete Asymmetrie stimmt mit der Migration nach innen während des Wachstums von Jupiter überein. Aus ihrer Arbeit lassen sich jedoch keine eindeutigen Aussagen treffen

  1. wo Jupiters Kern entstand;
  2. wie schnell die Zuwanderung verlief; oder
  3. ob es eine spätere Auswanderung gab.

Darüber hinaus könnten die für den Betrieb des Grand Tack erforderlichen Migrationsraten falsch sein. Jüngste Arbeiten von Personen, die an Migrationsraten arbeiten ( McNally et al., 2019 , Lega et al., 2020 ) scheinen darauf hinzudeuten, dass die Migration in Scheiben mit niedriger Viskosität ganz anders funktioniert als in früheren Jahrzehnten vorgesehen. Die Auswanderung oder das Stoppen ist dann für Riesenplaneten einfacher.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass viele der Puzzleteile, warum der Grand Tack ins Auge gefasst wurde und wie er funktionierte, derzeit aktiv untersucht werden. Dies ist kein Problem, von dem ich erwarte, dass es bald gelöst wird, da Gewissheit über eines dieser Modelle zusätzlich trojanische Asymmetriezahlen für Neptun und Uranus erfordern würde, und diese sind sehr herausfordernd.

Es wäre schön, ein Modell zu haben, das die Juno-Daten zu Jupiters seltsamem Kern erklärt (ich habe hier einige relevante Links eingefügt ).
@PM2Ring: Jupiters unscharfer Kern könnte genauso gut aus der Kernerosion stammen. Der mögliche Zusammenhang mit einem riesigen Einfluss ist unklar. Aber in der Frage von OP ist die Migration von innen nach außen der kritischste Teil der Physik. Schlagen Sie vor, dass es einen Einfluss der Migrationsrichtung auf die Kernunschärfe geben sollte?
Die Migration ist definitiv der kritische Aspekt der Frage des OP (und Ihrer Antwort). Ich habe diesen vorherigen Kommentar nur gemacht, weil Sie Jupiters Kern erwähnt haben, und es wäre ein netter Bonus, wenn eine Alternative zu Grand Tack auch den (anscheinend) unscharfen Kern erklären könnte.
Ich bin selbst kein Fan der Grand-Tack-Theorie, und ich finde die Idee der Bahnresonanz als Ursache für Jupiters Bewegung weg von der Sonne sehr weit hergeholt. Wäre es nicht glaubwürdiger, dass das frühe Sonnensystem durch eine Wolke geflogen wäre, was die äußeren Umlaufbahnen (wie Saturn) schwerer gemacht hätte, und dies hätte die Bewegung des Jupiter zurück zu den äußeren Schichten des Sonnensystems verursacht?
@Dominique: Können Sie Ihren Unglauben an die orbitale Typ-III-Migration nach außen mit einer Studie oder einigen Zahlen untermauern? Ich glaube nicht, dass dieser Teil des Szenarios sehr umstritten ist. Sie scheinen die Migration in einer Gasscheibe falsch zu verstehen. Der massereichere Teil einer Scheibe drückt den Planeten aufgrund des Drehimpulsaustauschs radial von ihr weg . Eine massive äußere Scheibe wird den Planeten schneller nach innen drücken. Die Schwerkraft ist lediglich die vermittelnde Kraft zwischen Scheibe und Planet.
Machbarkeit der Grand-Tack-Hypothese
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v