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Aggiornato il 31/08/2019
LA MIGRAZIONE ORBITALE DI NETTUNO E' STATA A SALTI, E NON GRADUALMENTE UNIFORME
La complessa struttura orbitale della Cintura di Kuiper, incluse diverse categorie di oggetti all'interno e all'esterno delle risonanze con Nettuno, è emersa come il risultato della migrazione di Nettuno in un disco planetesimale esterno.
Un problema eccezionalmente complesso è che i modelli di migrazione graduali esistenti, prevedono invariabilmente popolazioni risonanti eccessivamente grandi, mentre le osservazioni mostrano che le orbite non risonanti sono in realtà molto più comuni (ad esempio, la popolazione della fascia di Kuiper è circa 2-4 volte più grande dei Plutini in risonanza 3:2 con Nettuno).
Questo problema può essere risolto se si presume che la migrazione di Nettuno fosse stata a ''salti'' cioè intermittente, come previsto in seguito agli incontri sparpagliati di Nettuno con enormi planetesimi.
La migrazione ''a salti'' agisce per destabilizzare i corpi risonanti con grandi ampiezze di librazione, una frazione dei quali finisce su orbite stabili e non risonanti.
Pertanto, il rapporto non risonante / risonante ottenuto con la migrazione ''a salti'' è maggiore, fino a circa 10 volte superiore per la gamma di parametri qui esaminati, rispetto a un modello con migrazione regolare. Inoltre, la migrazione intermittente, porta a una distribuzione più ristretta delle ampiezze nella risonanza 3:2.
Il miglior adattamento alle osservazioni si ottiene quando si presume che il disco planetesimale esterno inferiore a 30 au contenesse da 1000 a 4000 oggetti come Plutone.
Stimiamo che la massa combinata di oggetti di classe Plutone nel disco originale rappresentasse il 10% -40% della massa stimata del disco stimato in 20 masse terrestri. Questo vincolo può essere usato per comprendere meglio i processi di accrescimento nel sistema solare esterno.
Qui abbiamo sottolineato che tutti i precedenti modelli della formazione della Cintura di Kuiper soffrivano del problema della sovrappopolazione di risonanza, in cui le popolazioni risonanti erano sovrappopolate rispetto alle osservazioni. Abbiamo dimostrato che questo problema può essere risolto se la migrazione di Nettuno era intermittente a seguito di incontri ravvicinati con massicci planetesimi di classe Plutone.
In questo lavoro sono state adottate almeno due importanti approssimazioni:
(1) gli effetti gravitazionali dei planetesimi non sono stati esplicitamente inclusi nelle simulazioni (tranne per l'assunto implicito che i piccoli planetesimi guidano la migrazione di Nettuno e che i grandi planetesimi sono la fonte di un salto nell'evoluzione del semiasse maggiore di Nettuno) .
(2) gli effetti gravitazionali diretti dell'ipotetico quinto pianeta gigante non sono stati presi in considerazione nelle simulazioni tranne per il fatto che (facoltativamente) abbiamo attivato il salto di Nettuno in alcune simulazioni per vedere se il salto di Nettuno può risolvere il problema di sovrappopolazione di risonanza.
In questi casi nessuna di queste ipotesi può influenzare i principali risultati del nostro lavoro.
LINK (EN) : https://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/825/2/94
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A cura di Andreotti Roberto.
Tratto dal lavoro di David Nesvorný e David Vokrouhlický.
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