Астрофизик показывает, как одно небольшое изменение в нашей Солнечной системе может разрушить ее

По мере того, как наш каталог планетных систем Млечного Пути растет, становится все более очевидным, насколько сильно отличалась бы наша Солнечная система.

На самом деле, из почти 4000 планетных систем, идентифицированных на сегодняшний день, ни одна не из них отражают порядок и расположение планет, вращающихся вокруг нашего собственного Солнца. Это может быть связано с тем, что аналоги Солнечной системы в настоящее время находятся за пределами нашей способности обнаружения. Но судя по тому, что мы можем там обнаружить, планетарные системы, по-видимому, охватывают необычайное разнообразие устройств.

Теперь астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде показал, что если мы внесем всего одно изменение, вся Солнечная система выйдет из строя.

Это даже не большое изменение, связанное с добавлением еще одной планеты такого типа, который часто встречается в других системах.

Эта гипотетическая планета должна была бы быть суперземлей или мини-Нептуном, миром, который находится в диапазоне масс между Землей и Нептуном, с массой в 17 земных.

Несмотря на то, насколько они распространены в других частях галактики, мы не В Солнечной системе нет суперземли или мини-Нептуна, создающих массовый разрыв между каменистыми земными мирами и газообразными.

То, что мы действительно имеем в Солнечной системе, — это зияющая великая планета. пропасть между каменистыми и газовыми мирами: физический разрыв между орбитами Марса и Юпитера, отмеченный поясом астероидов.

«Planetary sc энтузиастам часто хочется, чтобы между этими двумя планетами было что-то среднее», — объясняет Кейн. «Это похоже на потраченную впустую недвижимость».

Кейн хотел знать, что произойдет с Солнечной системой, если он заполнит оба пробела одним махом; он создал симуляции, в которых он поместил планету с массой между Марсом и Юпитером прямо в это пространство и наблюдал, как возникает хаос.

И хаос действительно был.

» Эта вымышленная планета дает толчок Юпитеру, которого достаточно, чтобы дестабилизировать все остальное», — говорит Кейн. «Несмотря на то, что многие астрономы мечтали об этой дополнительной планете, хорошо, что у нас ее нет».

В зависимости от массы и местоположения этого смоделированного мира в пространстве между Марсом и Юпитером, хаос может привести к тому, что нынешние планеты будут полностью выброшены из Солнечной системы. Средняя орбита Марса находится на расстоянии 1,5 астрономических единиц от Солнца; Юпитер в 5,2 астрономических единиц. Планета, расположенная в 3 астрономических единицах, может существовать вполне мирно, но почти в любом другом месте приводит к абсолютным планетарным неурядицам.

Планета в 3,1-4 астрономических единицах, орбита Меркурия нарушается. В диапазоне от 2,0 до 2,7 астрономических единиц Марс колеблется. Юпитер и Сатурн испытывают лишь незначительные возмущения, но угловой момент, который они сообщают внешним мирам Солнечной системы, Урану и Нептуну, также вызывает дестабилизацию ледяных гигантов.

В худшем случае Венера, Меркурий, Земля, Марс , Уран и Нептун выбрасываются из Солнечной системы. Небольшие изменения приводят к тому, что орбита Земли сильно отклоняется от ее нынешнего курса, что делает нашу родную планету менее пригодной для жизни, если не совсем негостеприимной.

Доказательства уже свидетельствуют о том, что Юпитер играет роль в обитаемости Земли, защищая нас от бомбардировки астероидами. Работа Кейна предполагает, что он играет еще одну роль в стабилизации Солнечной системы: астрономы считают, что гравитационное влияние Юпитера препятствует формированию планеты в пространстве, которое населяет пояс астероидов.

В настоящее время в поясе астероидов недостаточно материала для планета для формирования; общая масса пояса оценивается всего в 0,04 процента от массы Земли. Однако ранее в истории Солнечной системы пояс астероидов считался значительно более весомым.

Астрономы некоторое время считали, что планетные системы с аналогом Юпитера, скорее всего, будут иметь больший вес. стабильность на всю жизнь. Моделирование Кейна добавляет весомости этому аргументу.

Они также предполагают, что архитектура Солнечной системы может представлять собой весьма хрупкий баланс, который трудно поддерживать.

«Наша Солнечная система более точно устроена. настроен, чем я ценил раньше», — говорит Кейн. «Все это работает как замысловатые часовые механизмы. Добавьте еще шестеренок в смесь, и все сломается».

Ну, если бы не причуды формирования планетарной системы.

Исследование была опубликована в The Planetary Science Journal.