Что произошло бы, если бы Солнечная система получила супер

В эпоху открытия экзопланет астрономы нашли более 5000 подтвержденных экзопланет, еще тысячи ожидают подтверждения, и еще многие миллиарды ждут открытия. Эти экзопланеты существуют в ошеломляющем спектре размеров, состава, периодов обращения и практически всех других характеристик, которые можно измерить.

Изучение их также пролило свет на нашу Солнечную систему. Раньше мы думали об этом как об архетипическом расположении планет, поскольку это все, что нам нужно. Но теперь мы знаем, что можем оказаться в стороне, потому что у нас нет Супер-Земли.

Суперземли — это класс планет, которые часто встречаются вокруг других звезд. Они определяются только массой, от 2 до 10 масс Земли. Хотя охотники за планетами нашли их более 1500, в нашей Солнечной системе их нет. Поскольку в нашей Солнечной системе отсутствует один из этих репрезентативных типов, ученым-планетологам трудно понять Суперземли в других системах.

Удалите всю рекламу во Вселенной сегодня

Присоединяйтесь к нашему Patreon всего за 3 доллара!

Получите опыт без рекламы на всю жизнь

Архитектура нашей Солнечной системы немного отличается от того, что астрономы видят вокруг других звезд. В таких системах, как Кеплер-11, есть несколько планет в компактных системах на долговременных стабильных орбитах, гораздо ближе к звезде. Взаимодействия между столь плотно расположенными планетами должны способствовать орбитальной нестабильности, но планеты Кеплера-11 потенциально могут оставаться стабильными в течение миллиардов лет. Самая маленькая планета в системе, Кеплер-11 f, по-прежнему в 2,5 раза массивнее Земли.

В других системах, таких как HD 20782, есть планеты с экстремальным эксцентриситетом орбит. HD 20782 b имеет одну из самых эксцентричных орбит из известных. Его эксцентриситет составляет 0,97, что чрезвычайно высоко, поскольку эксцентриситет 1,00 является орбитой ухода. (Для сравнения, эксцентриситет Земли равен 0,016, где 0 — круговая орбита.) В результате HD 20782 b испытывает резкие перепады температуры по мере своего путешествия из внутренней части Солнечной системы во внешнюю на своей 585-дневной орбите.

Один опытный планетолог хотел знать, что произойдет, если в нашей Солнечной системе действительно появится Супер-Земля. Как это изменит нашу Солнечную систему? Сможет ли Суперземля привести нашу Солнечную систему в большее соответствие с некоторыми другими системами, которые мы видим в Млечном Пути? Будет ли наша Солнечная система вообще узнаваема?

Чтобы выяснить это, он создал модель Супер-Земли, моделирующую нашу Солнечную систему.

Его зовут Стивен Кейн, и он профессор планетарной астрофизики в Калифорнийском университете. Статья называется «Динамические последствия появления Суперземли в Солнечной системе», и Кейн является единственным автором. Статья еще не прошла рецензирование.

В своей статье Кейн указывает на разницу в размерах и массах планет нашей Солнечной системы и на то, что это означает для исследователей. Без Супер-Земли, которая находится между Землей и массой Нептуна, сложно представить нашу систему в контексте. Трудно смоделировать, как формируются эти планеты и каков может быть их состав.

Может быть несколько причин, почему в нашей системе нет Супер-Земли. Ранняя миграция Юпитера и Сатурна, возможно, сыграла свою роль, поглотив массу, которая могла аккрецироваться на Земле или Марсе, и превратив их в Суперземли.

Без нашей собственной Супер-Земли, которую нужно изучать, у исследователей остается много вопросов. «Даже в этом случае, — пишет Кейн, — полезно исследовать динамические последствия появления дополнительной планетарной массы в Солнечной системе, чтобы ограничить существующие теории формирования и изучить последствия для архитектуры общепланетных систем».

Детальные компьютерные модели и симуляции являются важной частью астрономии, и с течением времени они становятся все более подробными и мощными. Исследователи варьируют входные данные, чтобы увидеть, как такие объекты, как Солнечные системы и планеты, формируются и ведут себя в разных условиях. В этой работе Кейн поместил Супер-Землю в нашу Солнечную систему, чтобы посмотреть, что произойдет.

«В этой статье мы представляем результаты динамического исследования, которое помещает дополнительную планету земной группы в диапазон масс 1–10 масс Земли и диапазон большой полуоси 2–4 а.е. в рамках нынешней архитектуры Солнечной системы», — пишет Кейн.