Мы обычно представляем нашу Солнечную систему как спокойное, хорошо организованное семейство планет, но новое исследование предполагает, что ее ранние дни могли быть гораздо более хаотичными. Вместо четырех планет-гигантов, известных нам сегодня, ученые считают, что когда-то их могло быть шесть, а это означает, что два массивных мира могли быть полностью выброшены из Солнечной системы, дрейфуя в глубоком космосе. Что еще более удивительно, исследователи говорят, что ключи к разгадке произошедшего могут быть скрыты в спутниках Урана, намекая на историю, которая не совсем вписывается в существующие теории. Полученные данные бросают вызов нашим представлениям о том, как сформировался наш космический район, и ставят новые вопросы о том, куда могли подеваться эти потерянные планеты.
Наша Солнечная система, возможно, скрывает бурное прошлое
Тысячи лет человечество смотрело на ночное небо и находило утешение в его предсказуемости. Планеты вращаются вокруг Солнца как часы, выстроившись в аккуратный, упорядоченный ряд. Это одна из главных констант человеческого существования.
Но наш космический район не всегда был таким мирным.
Увлекательное новое исследование предполагает, что миллиарды лет назад наша Солнечная система на самом деле была переполненным, хаотичным игровым автоматом-пинболом, который мог быть домом для двух дополнительных планет-гигантов. Однако, когда ученые попытались проследить следы этих потерянных миров, они столкнулись с огромной проблемой. Оставшиеся свидетельства намекают на то, что история нашей Солнечной системы была либо историей чистой, невероятной удачи, либо рассказом об абсолютном планетарном разрушении.
Модель Ниццы
Чтобы понять, как мы могли потерять две планеты, астрономы полагаются на известную теоретическую модель, называемую моделью Ниццы (названную в честь города во Франции, где она была разработана в 2005 году).
Ученые считают, что, когда наша Солнечная система была в зачаточном состоянии, она была беспорядочным, переполненным местом. Когда планеты-гиганты двигались сквозь плотный диск космического мусора, их огромная гравитация воздействовала друг на друга, вызывая период интенсивной нестабильности.
В своих самых современных версиях модель Ниццы предполагает, что внешняя Солнечная система на самом деле начиналась с пяти или шести планет-гигантов вместо четырех, известных нам сегодня (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). Согласно модели, по мере того, как эти гиганты перемещались, они вызывали гравитационные бури. В конце концов, четыре планеты, которые мы видим сегодня, заняли свои нынешние орбиты, в то время как два дополнительных «ледяных гиганта» были жестоко вышвырнуты в глубокую, темную пустоту межзвездного пространства.
Долгие годы эта модель прекрасно работала, объясняя общие черты нашей космической истории, в том числе почему внешняя Солнечная система выглядит так, как сегодня. Но астрофизик Мэттью Клемент из Университета Джонса Хопкинса и его команда захотели взглянуть поближе. Они хотели узнать: если две массивные планеты были изгнаны из нашей Солнечной системы, что этот хаос сделал с оставшимися спутниками?
Озадачивающая подсказка в спутниках Урана
Чтобы выяснить это, исследовательская группа создала огромную цифровую симуляционную площадку. Они проверили широкий спектр возможностей, чтобы увидеть, как спутники Юпитера и Урана переживут гравитационный хаос, вызванный потерей двух планет-соседей.
Результаты, опубликованные в журнале Icarus, выявили вопиющую проблему.
В то время как спутники Юпитера пережили хаос относительно спокойно, спутники Урана были полностью разрушены почти в каждом сценарии. Гравитация проходящих планет заставляла спутники Урана с силой сталкиваться друг с другом, выбрасываться в космос или полностью нарушала их орбиты.
Однако, когда мы смотрим на Уран сегодня, его основные спутники идеально сохранились, вращаясь аккуратно в одной и той же плоскости вокруг экватора планеты. Оказалось, что сохранить системы спутников как Юпитера, так и Урана в целости во время планетарного изгнания было почти невозможно.
Три возможных объяснения
Это ставит перед учеными серьезную космическую детективную загадку. По словам команды Клемента, теперь у нас есть три потенциальных объяснения того, как наша Солнечная система в итоге стала выглядеть такой упорядоченной:
«Эти результаты имеют три потенциальных следствия, — пишет команда. — Первое: уранианские спутники подвергались дестабилизации до столкновений несколько раз в течение этого бурного периода. Второе: текущую версию модели Ниццы необходимо пересмотреть; или третье: «Солнечная система является результатом довольно маловероятной эволюционной нестабильности, которая повлекла за собой почти полное отсутствие тесных сближений между Ураном и другими планетами-гигантами».»
Если первый вариант верен, это означает, что нынешние спутники Урана на самом деле являются спутниками «второго поколения» — рожденными на кладбище древних спутников, уничтоживших друг друга. Если это так, то Вселенная «запугивала» Уран по крайней мере дважды: сначала ударом, который полностью опрокинул планету на бок, а затем хаосом, который разбил ее первоначальные спутники вдребезги.
Если третий вариант верен, наша Солнечная система пошла по крайне маловероятному, невероятно удачному эволюционному пути, где планеты-гиганты каким-то образом полностью промахнулись мимо Урана.
Конечно, всегда есть вероятность, что наши текущие научные модели просто неполны, что неудивительно, когда вы пытаетесь реконструировать место преступления, произошедшего 4 миллиарда лет назад.
«Весьма вероятно, что ни одна из смоделированных нестабильностей в литературе не содержит точных последовательностей сближений, необходимых для точного воспроизведения всех аспектов Солнечной системы», — объясняют исследователи. «Хотя, безусловно, возможно, что все четыре изначальные регулярные системы спутников во внешней Солнечной системе не пострадали от планетарных сближений, наши результаты убедительно свидетельствуют о том, что это не так».
Что дальше
Вместо того чтобы закрыть дело, исследование добавляет еще один слой к одной из самых больших загадок астрономии. Оно предполагает, что ученым, возможно, потребуется уточнить существующие модели — или рассмотреть более сложные и жестокие варианты истории — чтобы полностью объяснить, как Солнечная система достигла своей нынешней формы.
Исследование подкрепляет растущую идею в планетологии: прошлое Солнечной системы могло быть гораздо менее стабильным и гораздо более драматичным, чем то мирное устройство, которое мы видим сегодня.
Источники: Icarus, Science Alert
Прочитайте оригинальную статью на GEEKSPIN. Партнерские ссылки на GEEKSPIN могут приносить доход нам и нашим партнерам.