Observationer gjorda med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), tillsammans med teoretisk modellering, visar att de små himlaobjekt som utgör Kuiperbältet, en stor samling bortom Neptunus omloppsbana, påverkas av ett fenomen som tidigare bara föreslagits i datorsimuleringar.
När en planet rör sig genom en protoplanetarisk skiva rensar den ett gap och koncentrerar stenigt skräp till dess yttre och inre kanter för att skapa ett gap i de små isiga kropparna bortom Neptunus. Detta gap är känt som en "utarmad zon", och processen som skapar gapet sågs tidigare i datormodeller. Nya observationer från ALMA visar dock att processen kan vara mycket starkare och mer utbredd i vårt eget solsystem än vad forskare hade förutspått.
Forskningen, ledd av astronomer från University of Tokyo och Osaka Sangyo University, presenteras i tidskriften Nature.
"Vi hade tidigare misstänkt att den här mekanismen var på gång, men ALMAs upplösning och känslighet gör detta till den första direkta upptäckten av effekten i vårt eget solsystem", säger huvudförfattaren Shingo Kameda vid University of Tokyo.
Tidigare studier har visat att den yttre kanten av Kuiperbältet är kraftigt begränsad av närvaron av Neptunus. De nya ALMA-observationerna visar dock att samma process, även om den är svagare, även sker på den inre kanten.
"Detta visar att även om de stora planeterna slutade migrera för cirka 4 miljarder år sedan, är deras effekter på fördelningen av små kroppar fortfarande detekterbara idag", säger medförfattaren Takahiro Sudo från Osaka Sangyo University.
Dessa resultat hjälper till att förena observationer med teoretiska förutsägelser om bildandet av Kuiperbältet.
Forskarna fann att den observerade utarmade zonen i Kuiperbältet överensstämmer med förutsägelserna från en specifik teoretisk modell av planetarisk migration, där gasskivan utövar en dragkraft på planeterna, vilket får dem att migrera samtidigt som de interagerar med de fasta ämnena, som är koncentrerad till smala områden.
"Detta resultat antyder att de fasta partiklar som samlats upp i de smala zonerna var direkt spridda av planeterna, inte påverkade indirekt genom skivgasen. Denna mekanism kan vara en orsak till mångfalden i de fysiska och kemiska egenskaperna hos små kroppar i solen. system", säger medförfattaren Motohide Tamura, professor vid University of Tokyo.
