Вчені не знають, чому наша сонячна система так незвичайна
З часів Коперника вчені повільно вели Землю з її попередньо визначеного «центру Всесвіту». Сьогодні вчені визнають, що Сонце - цілком звичайна зірка, не дуже гаряча, не зовсім холодна, не дуже яскрава, не надто тьмяна, розташована у випадковому місці звичайної спіральній галактиці. Тому коли телескоп Кеплера почав своє полювання на планети в 2009 році, вчені очікували виявити планетарні системи, які нагадали б нашу Сонячну систему.
Замість цього Кеплер виявив типи планет, яких бракує в нашій Сонячній системі. Виявилося, що екзопланет набагато більше, ніж ми думали: від «гарячих Юпітерів» (планет розміром з Юпітер) до «суперземель» (масивних твердих планет, які більше нашої власної). З 1019 підтверджених планет і 4178 кандидатів, виявлених на сьогодні, тільки одна система нагадує нашу власну: з планетами земного типу поруч із зіркою і з гігантськими планетами трохи віддалік.
«Ми поняття не маємо, чому наша Сонячна система не схожа на інші, і ми хотіли б отримати відповідь», - розповів планетолог Кевін Уолш з Південно-Західного дослідницького інституту в Колорадо журналу Astrobiology.
У спробі порівняти Сонце і його планети з новообретенним зоряними системами, виявленими Кеплером, пара астрономів припустила, що в юності наша Сонячна система, можливо, містила цілих чотири планети, що обертаються ближче до Сонця, ніж Венера, і що після ряду катастрофічних зіткнень вижив тільки Меркурій .
Відео: Цікаві факти
«Одна з проблем нашої Сонячної системи в тому, що за мірками Кеплера Меркурій дуже далекий від Сонця», - розповіла планетолог Катрін Вовк з Університету Британської Колумбії.
Вовк і її колега Бретт Гледмен з того ж університету припустили, що на початку життя більшості зірок їх оточують «системи щільно упакованих внутрішніх планет» (STIP). Згодом зіткнення знищують безлічі цих планет, залишаючи їх біля 5-10% зірок, які спостерігаються сьогодні.
Але хоча лише деякі з спостережуваних систем містять STIP, Вовк вважає, що колись вони переважали - і Сонце могло бути однією з таких систем, початкові внутрішні планети якої були знищені.
«Якщо STIP утворюється з легкістю, можливо, їх можна було знайти навколо всіх зірок, після чого 90% таких було знищено», говорить Вовк.
Уолш не брав участі в цьому дослідженні, але вітає роботу Вовк в порівнянні Сонячної системи з іншими планетарними системами за рахунок використання моделей пошуку невидимих планет, які могли бути в минулому.
«Можна сказати, що ми ніколи не думали про це раніше. Ми завжди намагалися зіставити планети, які бачили, але не ті, яких не бачили. Тепер ми спостерігаємо це навколо інших зірок, так що питання хороший ».
Відео: Класний фільм! Планети поза сонячною системою Документальні фільми
Вовк і Гледмен зрозуміли, що невелике число STIP може пролити світло на причини такого сильного відмінності нашої Сонячної системи. Пара вчених взяла 13 спостережуваних Кеплером систем, які містять більше чотирьох внутрішніх планет, і запустила на їх основі симуляцію довжиною в 10 мільйонів років. У десяти випадках малі планети випробували жорстокі зіткнення, які змінили структуру планетарної системи. На думку вчених, залишки, ймовірно, залишатимуться стабільними протягом більше 10 мільйонів років.
Відео: Дайвери виринули в стані шока.Подводное царство сполошило учених.Терріторія загадок
Потім команда провела ще одну серію симуляцій на тривалому відрізку часу, щоб зрозуміти, як розвиваються системи, коли стають більш стабільними, і з`ясувати, як розподіляються зіткнення з плином часу. Вони виявили, що половина систем приходила до зіткнення, але не виказувала ніяких ознак катастрофи заздалегідь. Системи із зіткненнями залишалися стабільними практично все своє життя, перш ніж планети починали зустрічатися між собою.
Моделювання показало, що через 5 мільйонів років приблизно 5-10% STIP з вибірки так і не досягали стабільності. Оскільки STIP бачили лише в 5-10% планетарних систем, які спостерігаються Кеплером, це може означати, що всі вони народилися з STIP, але 90% STIP були знищені до моменту спостережень Кеплера.
«Якщо у кожної зірки колись була система STIP, це означало б, що ми (модельєри) просто не встигли до моменту існування планет, - говорить Уолш. - Ми завжди намагалися будувати моделі, щоб отримати наші чотири твердих планети, ігноруючи можливість утворення від трьох до п`яти планет ще більше Землі всередині орбіти Меркурія. Це було б дуже круто! ».
Якби все було так, Земля перестала б бути дивним виключенням з правил утворення планет, як показують випадкові спостереження. Замість цього вона прекрасно вписалася б і не вимагала спеціального пояснення своєму існуванню. Якщо Сонячна система - і Земля, отже, - рідкість, це може позначитися і на поширеності життя у всесвіті- але якщо вона слід звичайним процесам формування планетарних систем, то в ній не буде нічого такого незвичайного.
Меркурій давно був проблемою для планетологов. Крім того, що він знаходиться далі від Сонця, ніж більшість планет, побачених Кеплером, Меркурій щільно набитий важкими елементами. Одна з гіпотез щодо його дивного складу включає зіткнення, яке змахнув з планети легку кору і залишило за собою щільний залізний шар.
У той же час моделі Сонячної системи повернули занадто багато матеріалу, щоб пояснити їм один Меркурій. Щоб сформувати одну планету на орбіті Меркурія, симуляції вимагають незвичайного пробілу - штучної кордоні - в пилу, навколишнього юне Сонце, який розтягнувся б майже на півдорозі до нинішньої орбіті Землі. Якщо пробіл тягнувся аж до самої зірки, як вважає більшість вчених, цей диск повинен був містити занадто багато матеріалу.
Відео: ПЛАНЕТА ФАЕТОН. ДЕ МЕШКАНЦІ загиблих ПЛАНЕТИ. ПРИБУЛЬЦІ ПОРУЧ. 28.09.2016 СЕКРЕТНІ ТЕРИТОРІЇ
Якщо більшість планетарних систем містили STIP при формуванні, в юної Сонячній системі теж могли бути такі. На думку Вовк, такий сценарій усував би необхідність штучного пробілу до внутрішнього диска і пояснював би насичену залізом планету. Зіткнення також враховували б щільний склад Меркурія.
Щоб перевірити цю можливість, Вовк і Гледмен провели моделювання, які додали чотирьом планет масою з Місяць і орбітами менше половини відстані від Землі до Сонця. Ці планети не впливали б на освіту Венери, Землі і Марса протягом 500 мільйонів років, незважаючи на зіткнення, які відбувалися між їх твердими сусідами. До цього сценарію прийшов Кеплер при проведенні перших симуляцій.
«Коли є пара нестабільних планет, а інші нічого не відчувають, це не рідкість», говорить Вовк.
У міру зіткнення невеликих внутрішніх планет між собою, вони зустрічали одну з двох доль. У деяких випадках маса стикаються планет вистрілює, але потім консолідувалася в кілька тіл. В інших, більш руйнівних сценаріях залишалося менше 10% початкової маси, а решта вибухало на дрібні шматочки, по спіралі йдуть до зірки або інших планет. Різниця часто залежить від того, як швидко рухаються планети, стикаючись між собою-як і при зіткненні автомобілів, висока швидкість призводить до великих руйнувань.
Хоча інші спостереження Кеплером STIP-систем показали, що три або більше великих тел консолідувалися в одну або дві короткоперіодічних планети, наша Сонячна система, мабуть, трощила до кінця. У нас залишився всього один вижив.
