Солнечная система оказалась условно идеальной, но пришельцы нарушили ее порядок: Незваные гости изменили орбиты планет
Фото: кадр из фильма.
Астрономы не сомневаются: Солнечная система формировалась из материала так называемого протопланетного диска – эдакого строительного материала, состоявшего из камней, пыли и льда. Они слиплись в планеты. Остатки материала или «отходы производства» до сих пор болтаются по Солнечной системе в виде комет и астероидов – иногда кучно, иногда по-отдельности.
Теоретически, сформировавшиеся у Солнца планеты должны вращаться по довольно аккуратным кругам и находиться в одной плоскости.
Однако Солнечная система далека от идеала. Орбиты некоторых планет представляют собой эллипсы. Земля, к примеру, то приближается к Солнцу, то удаляется от него.
Кроме того, плоскости орбит всех планет наклонены под разными углами. Самый большой наклон к плоскости эклиптики – тот, в которой вращается Земля, у Меркурия. Угол между плоскостью его орбиты и плоскостью орбиты Плутона, прежде считавшегося 9-й планетой Солнечной системы, составляет почти 25 градусов.
Откуда непорядок? Почему Солнечная система стала кривой? Эти вопросы задали себе физики Гаррет Браун и Ханно Рейн из Университета Торонто и примкнувший к ним планетолог Рену Маллхотре из Университета Аризоны.
«Снаряды» малого и среднего калибра
Ответ подсказал межзвездный астероид Оумуамуа. Объект был невелик – от 400 до 800 метров в поперечнике. Своей массой он никак не повлиял на «небесную механику» Солнечной системы. Однако ученых насторожил сам факт визита — аж из другой звездной системы. И они предположили, что были другие непрошенные гости, но гораздо больше и тяжелее, которые нарушили прежний строгий порядок.
Со своими доводами теоретики знакомят в научной статье, которая доступна на сайте препринтов.
Ученые, как это у них сейчас принято, составили компьютерную модель. «Прогнали» ее 50 тысяч раз, меняя начальные условия. Меняли до тех пор, пока конечный результат не совпал с тем, который имелся в реальной жизни.
Оказалось – исходя из модели: Солнечная система теряет свой прежний идеальный вид и приобретает нынешний — «кривой», после того, как влетевший в нее посторонний объект массы в 8 Юпитеров проносится в районе марсианской орбиты со скоростью 2,69 километра в секунду.
Браун, Рейн и Маллхотра подсчитали: вероятность того, что именно так всё и было, составляет 1 к 1000.
Беглый «огонь»
Не исключено, что Солнечную систему «покорежил» не один крупный, а несколько небольших – «малого калибра», образно говоря. Понзили они не обязательно улетели прочь, как Оумуамуа или тот, который весил, как 8 Юпитеров. Могли и остаться где-нибудь на задворках.
Согласно моделированию и последующим расчетам, которые провел американский астрографист Амир Сирад из Принстонского университета, где-то на окраинах Солнечной системы сейчас расположены: как минимум, одна планета, превышающая по размеру Марс, две-три планеты сравнимые с ним по размеру, пять планет размером с Меркурий. Правда, их пока не нашли.
Астрографист взялся за расчеты, вдохновившись исследованиями своих коллег, которые с 2000 года рассказывают в научных журналах о том, что во Вселенной и, конкретно, в нашей галактике существуют так называемые планеты-изгои. Или блуждающие планеты.
По некоторым подсчетам, изгнан даже в несколько раз больше, чем звезд. Почему они покинули свои звездные системы и отправились в самостятельный полет, неизвестно – астрономы тут еще не разобрались. Но большинство уверены, что блуждающие планеты есть – летают, оставаясь пока невидимыми ни в оптическом, ни в инфракрасном диапазонах. Потому что их поверхность очень холодна и почти ничего не отражает, находясь вдалеке от источников тепла и освещения.
Иной раз изгои все-таки выдают себя, заславленный собой свет звезд и взаимодействуя с другими материальными объектами.
Крупный калибр
Летать сами по себе могут и звезды – звезды-изгои. Результаты такого «обстралела» в свое время смоделировали астрофизики все из того же Университета Торонто. Рассмотрев почти 3 тысячи вариантов, они выяснили: неприятности в Солнечной системе начнутся, если в нее со скоростью порядка 20 километров в секунду влетит звезда массы примерно, как у Солнца, и окажется от него не далее, чем на расстоянии 250 астрономических единиц – это 250 расстояний от Земли до Солнца.
Как продемонстрировало моделирование, гипотетические сторонние вмешательства порой приводили к тому, что Земля сталкивалась с Марсом, Меркурий с Венерой, а Нептун и Уран вовсе улетали прочь в космические дали. О чем канадцы проинформировали в научной статье для журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. С ней тоже можно ознакомиться на сайте препринтов.
Кто знает, может быть, какая-то из звезд, пролетев рядом с едва образовавшейся Солнечной системой, спровоцировала столкновение Геи – планеты, которая потом стала Землей, с другой имевшейся тогда планетой – Тейей, как ее называли. В результате этого катаклизма у нас появился естественный спутник – Луна.
Астрономы уверяют, что только за последние 2 миллиона лет с Солнечной системой сблизились 9 звезд, правда, относительно небольшой массы. А за несколько миллиардов лет «обстрелов» мог быть и интенсивнее. И «калибр» крупнее.
Об объекте массой в 500 000 земных, который летит в сторону Солнечной системы со скоростью в 2,62 миллиона километров в час, читаете наш материал.
КСТАТИ
Если не мешать Солнечной системе, то 100 тысяч лет с ней точно ничего не случится.
По законам Ньютона наше мироздание рано или поздно разрушит хаос — Солнечная система распадется, планеты разлетятся по галактике куда. Таким видится конечное решение задачи о движении N тел — планет, взаимно влияющих друг на друга и вращающихся вокруг Солнца.
То есть, катаклизм, плодящий изгоев, может случиться и без постороннего вмешательства – исключительно в силу внутренних причин.
Когда наступит хаос, никто толком не знает. Может быть завтра, может, через миллиард лет, а может, через 100 миллиардов.
Математики Ангел Живков и Ивайло Тунчев из Софийского университета в Болгарии (Angel Zhivkov and Ivaylo Tounchev of the University of Sofia in Bulgaria) прикнулись ближайшую перспективу. И рассчитали, не произойдет ли чего-нибудь такого, от чего Солнечная система пойдет вразнос в следующие 100 тысяч лет. То есть, решили задачу о движении 10 тел – Солнца, 8 планет и Плутона – для конкретного промежутка времени.
У математиков получилось 54 обыкновенных дифференциальных уравнения первого порядка. Соответственно им компьютер выполнил 6 290 000 шагов вычислений. На это ушло нскольк лет. Но результат того стоил. Выяснилось, что в следующие 100 тысяч лет планеты Солнечной системы, включая Землю, никуда со своих орбит не денутся. Изменения будут минимальными. Даже если к нам прилетят крупные кометы.
— Конфигурации колеблющихся эллипсов, по которым планеты движутся вокруг Солнца, будут оставаться стабильными по крайней мере 100 000 лет – при этом условии, что размеры больших пылесосов каждой планеты могут меняться в пределах одного процента, — заумно пишут исследователи в статье, размещенной на сайте препринтов.
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Почему российские корабли долетают до МКС за 3 часа, а остальные за 2 дня (подробности)
