Eine neu veröffentlichte Studie zeigt, dass ein planetenähnliches Objekt, möglicherweise achtmal so schwer wie Jupiter, die Umlaufbahnen der äußeren Planeten in unserem Sonnensystem erheblich beeinflusst haben könnte. Diese Erkenntnis bringt Licht in die ungewöhnlichen orbitalen Eigenschaften, die bei diesen Planeten beobachtet werden.
Seit Jahren ist die Entstehung der Planeten des Sonnensystems ein Diskussionsthema unter Astronomen. Während viele Theorien vorschlagen, dass Planeten in konzentrischen Kreisen auf einer einzigen Ebene um die Sonne kreisen sollten, zeigen keine der acht Planeten, einschließlich der Erde, perfekt kreisförmige Umlaufbahnen. Darüber hinaus liegen ihre Bahnen nicht genau aufeinander.
Renu Malhotra, eine Planetenwissenschaftlerin an der Universität von Arizona und Mitautorin der Studie, bemerkte, dass die Umlaufbahnen der vier äußeren Gasplaneten — Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun — geringfügige Abweichungen von den idealen Bedingungen aufweisen. Frühere Forschungen hatten Schwierigkeiten, diese Diskrepanzen zu erklären, da Interaktionen zwischen den Planeten allein nicht die beobachteten orbitalen Merkmale erklären können.
Um dieses Problem zu untersuchen, betrachteten Malhotra und ihr Team die Möglichkeit, dass ein sternähnliches Objekt vor etwa vier Milliarden Jahren durch das Sonnensystem geflogen sein könnte und die Umlaufbahnen der großen Planeten verändert hat. Sie führten 50.000 Simulationen über 20 Millionen Jahre durch, wobei sie Parameter wie die Masse und Geschwindigkeit des hypothetischen Objekts variierten.
Obwohl die meisten Simulationen nicht die aktuellen Bedingungen nachbildeten, ergab etwa 1 % von ihnen Umlaufbahnkonfigurationen, die den heutigen Beobachtungen ähneln. Die Simulationen zeigten, dass ein vorbeifliegendes Objekt, das zwischen zwei und 50 Mal so schwer wie Jupiter war, die Umlaufbahnen der äußeren Planeten erheblich beeinflussen könnte.
Die erfolgreichste Simulation beinhaltete ein Objekt mit einer Masse, die achtmal so hoch war wie die von Jupiter, das sich bis auf 1,69 astronomische Einheiten (AE) der Sonne näherte. Diese Distanz liegt leicht über der aktuellen Umlaufbahn von Mars, die bei 1,5 AE liegt.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein einziger naher Vorbeiflug eines substellaren Objekts ausgereicht hätte, um die Trajektorien der großen Planeten umzuformen. Angesichts der Häufigkeit solcher substellarer Körper im Universum könnten Begegnungen mit ihnen häufiger auftreten als bisher gedacht.