De buitenste regionen van ons zonnestelsel zijn een vreemde plek - gevuld met donkere en ijzige lichamen met bijnamen als Sedna, Biden en de kobold, die elk enkele honderden mijlen overspannen.

Twee nieuwe onderzoeken door onderzoekers van de University of Colorado Boulder kunnen helpen om een ​​van de grootste mysteries over deze verre werelden op te lossen:waarom zovelen van hen niet rond de zon cirkelen zoals ze zouden moeten.

De banen van deze planetaire eigenaardigheden, die wetenschappers 'losstaande objecten' noemen, ' kantelen en knikken uit het vlak van het zonnestelsel, naast ander ongewoon gedrag.

"Dit gebied van de ruimte, die zo veel dichter bij ons staat dan sterren in onze melkweg en andere dingen die we prima kunnen waarnemen, is ons zo onbekend, " zei Ann-Marie Madigan, een assistent-professor bij de afdeling Astrofysische en Planetaire Wetenschappen (APS) aan CU Boulder.

Sommige onderzoekers hebben gesuggereerd dat iets groots de schuld kan zijn - zoals een onontdekte planeet, genaamd "Planeet 9, " die objecten in zijn kielzog verstrooit.

Maar Madigan en afgestudeerde student Alexander Zderic denken liever kleiner. Op basis van uitgebreide computersimulaties, het duo beweert dat deze vrijstaande objecten mogelijk hun eigen banen hebben verstoord - door kleine zwaartekrachtstoten die in de loop van miljoenen jaren optelden.

De bevindingen, Madigan zei, geven een prikkelende hint naar wat er gaande kan zijn in dit mysterieuze gebied van de ruimte.

"Wij zijn het eerste team dat alles kan reproduceren, alle vreemde orbitale anomalieën die wetenschappers door de jaren heen hebben gezien, " zei Madigan, ook een fellow bij JILA. "Het is gek om te bedenken dat we nog zoveel moeten doen."

Het team publiceerde zijn resultaten op 2 juli in de Astronomisch tijdschrift en vorige maand in de Astronomische Journaalbrieven .

Stroom naar de asteroïden

Het probleem met het bestuderen van het buitenste zonnestelsel, Madigan heeft toegevoegd, is dat het zo donker is.

"Gewoonlijk, de enige manier om deze objecten te observeren is om de zonnestralen van hun oppervlak te laten smakken en terug te keren naar onze telescopen op aarde, "zei ze. "Omdat het zo moeilijk is om er iets over te leren, er was de veronderstelling dat het leeg was."

Ze is een van een groeiend aantal wetenschappers die beweren dat dit gebied in de ruimte verre van leeg is, maar dat maakt het er niet gemakkelijker op te begrijpen.

Kijk maar naar de vrijstaande objecten. Terwijl de meeste lichamen in het zonnestelsel de neiging hebben om de zon in een platte schijf te omcirkelen, de banen van deze ijzige werelden kunnen kantelen als een wip. Velen hebben ook de neiging om in slechts één deel van de nachtelijke hemel te clusteren, een beetje vergelijkbaar met een kompas dat alleen naar het noorden wijst.

Madigan en Zderic wilden weten waarom. Om dat te doen, ze wendden zich tot supercomputers om te recreëren, of model, de dynamiek van het buitenste zonnestelsel in meer detail dan ooit tevoren.

"We hebben iets gemodelleerd dat ooit in het buitenste zonnestelsel heeft bestaan ​​en hebben ook de zwaartekrachtsinvloed van reuzenplaneten zoals Jupiter toegevoegd, " zei Zderic, ook van APS.

In het proces, ze ontdekten iets ongewoons:de ijzige objecten in hun simulaties begonnen normaal rond de zon te cirkelen. Maar dan, overuren, ze begonnen aan elkaar te trekken en te duwen. Als resultaat, hun banen werden wankeler totdat ze uiteindelijk op het echte werk leken. Het meest opmerkelijke was dat ze het allemaal alleen deden - de asteroïden en kleine planeten hadden geen grote planeet nodig om ze in een lus te gooien.

"Individueel, alle zwaartekrachtinteracties tussen deze kleine lichamen zijn zwak, ' zei Madigan. 'Maar als je er genoeg van hebt, dat wordt belangrijk."

Aarde maal 20

Madigan en Zderic hadden in eerder onderzoek hints van vergelijkbare patronen gezien, maar hun laatste resultaten leveren het meest uitputtende bewijs tot nu toe.

De bevindingen komen ook met een groot voorbehoud. Om Madigan en Zderic's theorie van "collectieve zwaartekracht" te laten werken, het buitenste zonnestelsel moest ooit een enorme hoeveelheid spullen bevatten.

"Je had objecten nodig die optellen tot iets in de orde van 20 aardmassa's, " zei Madigan. "Dat is theoretisch mogelijk, maar het zal zeker botsen met de overtuigingen van mensen."

Op een of andere manier, wetenschappers zouden daar snel achter moeten komen. Een nieuwe telescoop genaamd het Vera C. Rubin Observatorium staat gepland om in 2022 online te komen in Chili en zal een nieuw licht gaan werpen op dit onbekende stuk ruimte.

"Veel van de recente fascinatie voor het buitenste zonnestelsel houdt verband met technologische vooruitgang, "Zei Zderic. "Je hebt echt de nieuwste generatie telescopen nodig om deze lichamen te observeren."