Кто уничтожил суперземли Солнечной системы
Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.
Когда мы глядим на окружающий мир, он часто представляется нам «обыкновенным», обыденным. Однако стоит присмотреться – и все оказывается ровно наоборот. Взять хотя бы место, где мы живем. На первый взгляд, в Солнечной системе все нормально: планеты как планеты. Все примерно так и думали до тех пор, пока астрономия не достигла больших успехов в изучении и моделировании планетных орбит.
Началось с того, что у Юпитера орбита слишком отклоняется от круговой – показывает эксцентриситет (вытянутость орбиты) 0,048, втрое больше, чем у Земли. Между тем орбиту небесного тела тем тяжелее нарушить, чем больше его масса. Исходно планеты в протопланетном диске имели «ровные», круговые орбиты – то есть получить ее «вытягивание» могли только при гравитационном взаимодействии с кем-то еще. Юпитер по массе в 318 раз превосходит Землю и в 2,5 раза – все остальные планеты Солнечной системы. Чтобы «вытянуть» ему орбиту так сильно, нужны гравитационные взаимодействия колоссальных масштабов. С кем? Кто настолько массивен, чтобы повлиять на него?
Уран и Нептун тоже хороши: по расчетам, на своих нынешних местах они должны формироваться дольше, чем мог существовать протопланетный диск. Единственный разумный выход из этого парадокса – предположить, что сначала они образовались куда ближе к Солнцу и уже потом мигрировали подальше. Однако загадка загадок в нашей системе – это Марс и вообще планеты земной группы. По логике, планета тем массивнее, чем дальше она от Солнца. Ведь чем дальше та или иная часть протопланетного облака от светила, тем меньшая часть вещества этой части диска будет вытеснена вовне излучением звезды и солнечным ветром (потоком заряженных частиц с солнечной поверхности). Вроде бы все так и есть: Меркурий в 15 раз легче Венеры, а Венера в 1,18 раза легче Земли. Но вот на Марсе закономерность сломалась: он в девять раз легче нашей планеты.
Конечно, некоторые проблемы можно снять тем, что гравитация Юпитера «оттянула» часть планетезималей – небольших тел наподобие астероидов, из которых формировались планеты земного типа – вовне, далеко от Марса. Но все расчеты астрономов показывают, что на месте Марса должна была возникнуть планета с 0,5-1,0 земной массы.
Это далеко не чисто теоретический вопрос, как можно подумать. Дело в том, что Марс лежит в пределах зоны обитаемости Солнечной системы. Будь у него атмосфера хотя бы сравнимая с земной – и она сохраняла бы тепло достаточно, чтобы климат Марса был похож на засушливый земной. Однако на практике в наше время атмосфера там в 150 раз разреженнее нашей – гравитация маломассивной планеты слишком слаба, чтобы удержать более плотную оболочку без терраформирования.
Очевидно, если бы Марс был в пять-девять раз массивнее, чем сегодня, то четвертая планета нашей системы была бы обитаема. Либо ее жизнь колонизировала Землю, либо земные космонавты уже осваивали этот мир – причем с целью массовой колонизации, которая сейчас невозможна без терраформирования продолжительностью в сотню лет.
Есть еще одно «но». Наблюдения за другими планетными системами показывают: там планеты размером с Землю, Венеру, Марс и Меркурий – редкость. Твердые планеты обычно имеют массу заметно больше земной, отчего их называют суперземлями. То есть все наши планеты земной группы – своего рода аномалия. Более того, астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун предполагают (и сегодня это принятая большинством ученых гипотеза), что суперземля есть и в Солнечной системе – только невероятно далеко от Солнца, в сотни раз дальше Земли и в десятки раз дальше Нептуна. Само собой, протопланетных дисков таких размеров в нашей системе не было. То есть эта суперземля попала туда каким-то экзотическим образом уже после того, как сформировалась поблизости от Солнца. Как же у нас тут все так странно получилось?
Наблюдения за другими планетными системами показали, что такое событие, как миграция планет по системе – то к своей звезде, то подальше от нее, – как ни странно, обычное дело, встречающееся в десятках процентов систем. Целый класс планет, так называемые горячие юпитеры, которых у Солнца нет, существует только за счет миграций к своей звезде.
Сами по себе газообразные планеты рядом со звездой возникнуть не могут, излучение просто «выносит» легкие элементы в более удаленные зоны. А вот после образования газовый гигант может потерять стабильность орбиты. Например, если он сталкивается с планетезималями, а те постепенно тормозят его вращение вокруг звезды. При падении скорости вращения планета начинает нарезать вокруг своего светила постепенно сужающиеся круги. При этом ее гравитация вышвыривает встречающиеся по дороге объекты из системы. В итоге «горячие юпитеры» часто оставляют свою звезду вообще без планет земного типа, а сами приближаются к ней так близко, что разогреваются до тысяч градусов. Из такого сценария ясно: наша система тоже поначалу могла быть совсем иной. Планеты-гиганты не обязательно возникли там, где они сейчас. Поняв это, астрономы построили целый ряд достаточно детальных математических моделей перемещения тел Солнечной системы – и обнаружили неожиданную вещь.
Выяснилось, что наиболее вероятный, с точки зрения небесной механики, исходный район формирования Юпитера – тот, что был бы совместим с вытянутостью и расположением его нынешней орбиты – находится на удалении всего в 3,5 астрономической единицы от Солнца, то есть в 3,5 раза дальше нынешнего расстояния между Землей и светилом. Между тем сейчас Юпитер находится на среднем удалении в 5,2 астрономической единицы от Солнца, на четверть миллиарда километров дальше.
Моделирование показало и то, как он туда попал. Исходно столкновения с планетезималями тормозили его вращение вокруг светила, поэтому планета двигалась по орбите медленнее и, соответственно, начала приближаться к ней. На пути «вовнутрь», к Солнцу, гравитация Юпитера прихватила с собой Сатурн. К счастью для нас, планеты земного типа формируются медленнее газовых гигантов и завершают свое образование после них. Если бы Земля и Марс уже существовали, им пришлось бы туго. Юпитер остановился всего в 1,5 астрономической единицы от Солнца – то есть был к нему чуть ближе Марса. Сформированные планеты получили бы чересчур сильный импульс от его гравитации, а их орбиты были бы слишком нестабильны. С высокой вероятностью они просто вылетели бы из системы.
И все же миграция Юпитера принесла серьезные неприятности нерожденным твердым планетам. Его гравитация резко обеднила район орбиты современного Марса. Газ и пыль из этой части протопланетного диска были буквально сожраны Юпитером, часть планетезималей он должен был выкинуть из системы. Район образования Красной планеты был так обеднен материалом, что Марс получил его намного меньше Земли.
Возникает вопрос: почему Юпитер не остался в 1,5 астрономической единицы от Солнца, а развернулся и пошел обратно? Судя по моделям, Сатурн, двигавшийся вслед за ним, на определенном этапе вступил в орбитальный резонанс с Юпитером. Значит, период двух оборотов Сатурна вокруг Солнца стал равен трем периодам вращения Юпитера (резонанс 3:2 – впрочем, есть вероятность, что он был равен 2:1).
Наличие орбитального резонанса означает, что тела регулярно «встают» друг напротив друга. Гравитационное взаимодействие между ними резко увеличивается, их орбиты получают серьезные корректировки. Взаимодействие с Сатурном утянуло Юпитер обратно как раз вовремя. Что, если бы гигантская планета не остановилась на 1,5 астрономической единицы, а дошла бы до 1,0 единицы – то есть до орбиты Земли? Или даже дальше? Возможно, в этом случае вопросы задавать было бы некому. Земля была бы небольшой планетой типа Марса, благо «прогулка» Юпитера не оставила бы ей много материала для формирования. Если бы на ней и была жизнь, то вряд ли такая же развитая, как сегодня.
Путешествие Юпитера туда и обратно не могло не повлиять и на Уран с Нептуном. Изначально они находились не далее 17 астрономических единиц от Солнца. Миграции двух «внутренних» планет-гигантов в итоге выбросили внешние на более далекие орбиты. Там они остаются и сегодня: Уран в среднем – в 19 астрономических единицах от светила, а Нептун – в 30. Наконец, миграция не прошла даром и для спутников самого Юпитера. Это довольно крупные объекты диаметром в тысячи километров. Если бы они спокойно «стояли на месте» вдали от Солнца, их первичная атмосфера терялась бы гравитационным путем дольше, чем существует наша система. А вот «прогулка» до полутора астрономических единиц сильно разогрела эти атмосферы, из-за чего крупнейшие юпитерианские спутники ее и потеряли.
Как видно на иллюстрации выше, суперземли – самый массовый класс планет, но у нас их нет ни одной. Такие планеты формируются быстрее, чем небольшие тела земной группы, поэтому уже к началу миграции Юпитера они в нашей системе могли существовать. В этом случае их ждала незавидная судьба: они должны были быть уничтожены падением на Солнце. Оставшийся после этого материал протопланетного диска в областях существования твердых планет Солнечной системы был слишком мал, чтобы сформировать второе поколение суперземель. Все, на что его хватило, – образование четырех планет земной группы, из которых на Землю приходится примерно половина массы.
Но и это не все. Практически любое моделирование ранних миграций в Солнечной системе показывает, что после них ее нынешняя конфигурация маловероятна – в районе считаных процентов, а то и меньше. Согласно самому вероятному сценарию планеты должны быть на иных орбитах, а вытянутость их орбит должна быть несколько другой. Астрономы долго ломали голову над этой проблемой, пока не попробовали ввести в моделирование дополнительные планеты. Оказалось, при наличии в ранней Солнечной системе не четырех – как сегодня, – а пяти планет-гигантов вероятность образования системы в нынешнем облике сильно растет. Почти наверняка около 4,6 миллиарда лет назад таких планет было, на самом деле, пять, а пятая была ледяным гигантом – типа Урана или Нептуна.
Более того, астрономы Батыгин и Браун, выдвинувшие гипотезу о девятой планете, вращающейся в сотнях астрономических единиц от Солнца, отмечают, что это, скорее всего, и есть крупный объект (или один из них), некогда выброшенный великим путешествием Юпитера туда и обратно. Итак, практически вся архитектура Солнечной системы определена событиями той поры, когда Земли еще не было. На месте, где сейчас находятся Меркурий, Венера, наша планета и Марс, могла быть суперземля – а то и не одна. Планет-гигантов тогда было пять, а не четыре. Хаотическая миграция Юпитера и Сатурна уничтожила все древние суперземли, сбросив их на Солнце, а заодно выкинула «на мороз» нынешнюю девятую планету Солнечной системы. Заодно и сами Юпитер с Сатурном удалились от Солнца, а Уран и Нептун отошли от светила еще больше.
Из этого видно, что миграция планет-гигантов – ключевой механизм, управляющий сценарием эволюции планетной системы. Те из них, что имеют «горячие юпитеры», вообще могут быть лишены планет земного типа и шансов на обитаемость. Их планеты-гиганты так горячи потому, что их миграция закончилась поблизости от звезды – у них не было своего Сатурна, который смог бы их развернуть. Постоянное пребывание гигантских планет на близких к звезде орбитах делает наличие в обитаемой зоне еще и меньшей по размерам твердой планеты менее вероятным.
Те системы, где миграции планет-гигантов вовсе не было, получают по несколько суперземель – плотно «упакованных» на близких орбитах. Сходных систем немало в окрестностях Солнца: например, в системе TRAPPIST-1, в 40 световых годах от нас. Пока трудно сказать, насколько они обитаемы, но если они действительно пригодны для жизни, то обитаемых планет в таких системах может быть больше одной, а иногда больше двух. Так это или нет – астрономы могут узнать уже в ближайшие десятилетия.
До начала массовых открытий экзопланет среди ученых была распространена точка зрения, согласно которой Солнечная система – благоприятное место для образования планет земного типа и жизни. В свете Великого лавирования Юпитера эта гипотеза кажется не вполне оправдавшей себя. Первый набор твердых планет в нашей системе был просто уничтожен. Да и второй набор, планеты типа Земли и Марса, собранные по принципу «по сусекам поскребли, по амбару помели», чудом избежали уничтожения или вышвыривания «на мороз» межзвездного пространства. Похоже, рождение дома для жизни в нашей системе протекало необычайно трудно, а количество пригодных для обитания планет у нас заметно ниже того, что можно было ожидать в более спокойном месте.
Источник
Последние аномальные новости

Аорту признали самостоятельным органом

В нашей Вселенной нет темной материи

В Томске встретили черного снегиря

Вулканизма на дне океана Европы нет

Вулканы Марса

Гелий-3 собрались добывать на Луне

ИИ открыл 30 000 спиральных галактик

Как в Бразилии появился свой Розуэлл

Мужчина прожил 39 лет и 100 дней с пересаженным сердцем

Научный сотрудник усомнился в прогнозе коллеги

Новый метод поиска светлой темной материи

Сейсмолог-любитель предрекает мегаземлетрясение

Секреты того, как рождаются планеты

Теплый Юпитер обнаружен у далекой звезды

Удивительные открытия о селевых потоках на Марсе

Фотоноподобные электроны в четырехмерном мире

Цыганский пророк предрек пугающие события

Частицы с одинаковым зарядом притянулись друг к другу

Что климат Арракиса может рассказать нам об экзопланетах

Шарики на морском дне порождены астероидом

Бюджет космических сил США превышает бюджет НАСА

В школе на юге Индии начал работу первый робот-учитель

Воспроизвели ключевой процесс эволюции жизни

Вслед за теленком-клоном могут появиться копии собак

Гигантский вулкан обнаружен на Марсе

Голубая спираль появилась посреди северного сияния

Древний лед может существовать на космических объектах

ИИ помогает определить происхождение тяжелых элементов

Испытывают ли астронавты космические головные боли

Набор зеркал для фокусировки сверхмощных лазеров

Найден способ определять опасные предметы в толпе

НЛО упал в неба в Йорке

Новый минерал открыли в Карелии

Объяснение нитки жемчуга вокруг сверхновой

Пентагон нарушил свое молчание по поводу НЛО

Пентагон публикует новые данные об НЛО

Попробовали бы вы пирог с питоном

Правительство использует дипфейки

Пролетая сквозь шлейфы Энцелада

Редкое явление переноса озона из стратосферы к Земле

Система ИИ для ускорения верификации информации

Скайнет в реальной жизни

Тайна татуировок ледяного человека Эци

Терминаторов обвинят в гибели гражданского населения

Топливозаправщик для спутников с ионными двигателями

Уникальный материал для создания лазеров

Уфологи собрались в Олдхэме

Шеф-повар приготовит еду на орбите

Этанол и другие ингредиенты для молодых миров

Я был похищен инопланетянами в 90-х годах

Белый дом рекомендовал отказаться от C и C++

Более точное понимание темной энергии

В NVIDIA появился отдел исследования сильного ИИ

ВВС США зафиксировали НЛО в Северной Дакоте

Вояджер-1 продолжает слать на Землю бессмысленные сигналы

Все ведущие ИИ нарушают авторские права

Запад США - страна НЛО

ИИ Microsoft Copilot возомнил себя властелином мира

ИИ не угрожает рабочим местам из-за высокой стоимости

ИИ стал для Apple самым серьёзным вызовом

Исследователь выходит за рамки уфо-событий 1966 года

Камера темной энергии запечатлела остатки массивной звезды

Кладбище пришельцев. Шокирующая правдивая история

Максимальная масса невращающейся нейтронной звезды

Молодая Вселенная быстро росла

Новая теория, объясняющая рябь на песках Марса

Определен лучший регион для обнаружения НЛО

Отчет Пентагона об НЛО требует вмешательства Конгресса

Палата представителей должна создать подкомитет по НЛО

Последние сообщения о наблюдениях НЛО в Мэриленде

Рельсотронная катапульта для запуска космопланов

Робот-гуманоид Unitree Robotics H1 установил рекорд скорости

Следующая пандемия уже наступила для дикой природы

Сложная химия в холодных глубинах космоса

Суд обязал NSO поделиться кодом шпионского ПО Pegasus

Телескоп LIFE обнаружил биосигналы на Земле

Телескоп Кондор открывает новый мир для астрофизиков

Трудный путь поисков жизни на Марсе

Хакеры могут взломать мозговой чип Neuralink

Этанол и другие ингредиенты жизни нашли в туманности

Аэрокосмические исследования Аэрофлота

Барханы и линейные дюны Марса

В Аризоне высокий уровень наблюдений НЛО

В документе ЦРУ говорится о быстрых летающих тарелках

В Перуанских Андах обнаружен древний мегалит

Интернет стал расскадником теорий заговора

Как долго инопланетяне будут пытаться связаться с нами

Как космонавт Георгий Гречко НЛО искал

Как раскрывать преступления в космосе

Космонавт оценил перспективу встречи с НЛО

Метеобюро Шотландии объясняет НЛО-облака

Метеорит пролил свет на взрыв из далекого прошлого

Милиционер, державший в холодильнике Алешеньку

На Приморье впервые обрушился огненный смерч

Наблюдения НЛО в районе Ярдли

Ожидаются гигантская комета и экокатастрофы

Разрабатывают искусственные строительные блоки жизни

Расширение Вселенной - загадка остается нерешенной

Секретной работы над инопланетными технологиями нет

Спутник Юпитера Европа производит мало кислорода

Стенограмма закрытого брифинга директора AARO

Титан является испытательным полигоном для метана

Устранение рисков, связанных с ИИ в научных исследованиях

Феномен огней Финикса все еще не разгадан

Череда странных происшествий в Мичигане

Что ждет Россию в високосном году

Что предсказывал Нострадамус России на 2024 год

Экзопланета обречена врезаться в свою звезду

Эксперты обвиняют правительство в искажении правды

Ясновидящая почистила клиентку на 67 млн рублей

Загадка богатой азотом галактики

ИИ доверили сеть железных дорог Китая

Искусственный интеллект назначает встречу в космосе

Как голландская деревня стала одержима НЛО

Как лучше всего упаковать вещи для полета в космос

Наблюдения НЛО в Западном Мичигане

Наблюдения НЛО над штатом Нью-Джерси

Никаких свидетельств сокрытия НЛО не обнаружено

Новое образование на кипящей поверхности Бетельгейзе

Облако НЛО привлекло внимание жителей Окленда

Огни Феникса стали легендой Аризоны

Пентагон одной рукой дает, а другой забирает

Разгадываем тайну оклахомского НЛО

Сеть небольших луноходов готова к запуску

Сокрытие фактов об НЛО рассмотрено в отчете Пентагона

Струя газа в атмосфере Юпитера колеблется раз в 4 года

США предлагает объяснение наблюдений НЛО

Таинственный монолит заметили на уэльском холме

Уфо-лоббист из Вашингтона опровергает отчет Пентагона

Человеческая моча стимулирует рост фасоли на Марсе

2024 год зеленого деревянного дракона, что нам несет

Реставрация зубов. Особенности и этапы

Звезда, разорванная на части черной дырой

ИИ для обнаружения скрытого космического мусора

ИИ, отслеживающий эмоции работников

Крупнейшая в мире конференция на тему НЛО

Лазерное оружие DragonFire показали в действии

Министерство обороны разрабатывает систему Гремлин

Новая порция данных об НЛО

Обнаружили старейшую мертвую галактику

Отчет Пентагона об НЛО вызывает много вопросов

Пентагон не скрывает технологии НЛО

Пентагон раскрыл новую систему наблюдения Гремлин

План Пентагона по реинжинирингу технологий НЛО

Последние наблюдения НЛО в Массачусетсе

Правительство США прячет тела инопланетян

Правительство США хотело реконструировать НЛО

Прокурор города Рок-Спрингс снял НЛО

Таинственные различия между живыми клетками

Телепортирующийся НЛО с оранжевыми огнями

Турист нашел таинственный серебряный монолит

Чем на самом деле является большинство НЛО

Британские охотники за НЛО вызвали инопланетный корабль

Гавайи - горячая точка для наблюдений НЛО

Где в нашей Солнечной системе может скрываться жизнь

Датчики Гремлин помогут выявлять аномалии на орбите

Доказательств существования инопланетян нет

Заявления о наблюдениях НЛО опровергнуты

Интригующие заявления Пентагона об НЛО

Китай клонирует пару тибетских коз

Китай установит на Луне всевидящую систему наблюдения

Майли Сайрус вступала в контакт с инопланетянином

Наблюдения НЛО были ошибочной идентификацией

Надежды найти жизнь на Европе рухнули

Нет никаких свидетельств инопланетных технологий

Нет никаких свидетельств контактов с инопланетянами

НЛО были ошибочно идентифицированы

Отчет Пентагона развенчивает мифы об НЛО

Официальные лица правительства США незнают о НЛО

Полиция Розуэлла представила новые нашивки с НЛО

Полное отсутствие доказательств существования НЛО

Уфолог вызвал инопланетный космический корабль

Риелторское агентство. Плюсы сотрудничества

Большинство НЛО были обычными объектами

Виновата ли Тейлор Свифт в теории заговора о соцсетях

Доказательств присутствия инопланетян не обнаружено

ИИ для ультразвукового исследования астронавтов

Инопланетяне или военная техника

Искусство ИИ и креативность человека

Как превратить Марс в пригодный для жизни мир

Миссия Кеплер позволила открыть тысячи экзопланет

Многие наблюдения НЛО были военными испытаниями

Мумифицированный плод может быть инопланетянином

Мы никогда не видели НЛО и не работали с их технологиями

Очень странное поведение электронов

Пентагон не нашел инопланетных технологий

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика