Ученые не знают, почему наша Солнечная система так необычна

14 342 просмотра
Об авторе

Солнечная система

Со времен Коперника ученые медленно уводили Землю из ее предварительно определенного «центра Вселенной». Сегодня ученые признают, что Солнце — вполне обычная звезда, не слишком горячая, не слишком холодная, не слишком яркая, не слишком тусклая, расположенная в случайном месте обычной спиральной галактике. Поэтому когда телескоп Кеплера начал свою охоту на планеты в 2009 году, ученые ожидали обнаружить планетарные системы, которые напомнили бы нашу Солнечную систему.

Вместо этого Кеплер обнаружил типы планет, недостающих в нашей Солнечной системе. Оказалось, что экзопланет гораздо больше, чем мы думали: от «горячих Юпитеров» (планет размером с Юпитер) до «суперземель» (массивных твердых планет, которые больше нашей собственной). Из 1019 подтвержденных планет и 4178 кандидатов, обнаруженных на сегодня, только одна система напоминает нашу собственную: с планетами земного типа рядом со звездой и с гигантскими планетами немного поодаль.

«Мы понятия не имеем, почему наша Солнечная система непохожа на другие, и мы хотели бы получить ответ», — рассказал планетолог Кевин Уолш из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо журналу Astrobiology.

В попытке сравнить Солнце и его планеты с новообретенными звездными системами, обнаруженными Кеплером, пара астрономов предположила, что в юности наша Солнечная система, возможно, содержала целых четыре планеты, вращающиеся ближе к Солнцу, чем Венера, и что после ряда катастрофических столкновений выжил только Меркурий.

«Одна из проблем нашей Солнечной системы в том, что по меркам Кеплера Меркурий слишком далек от Солнца», — рассказала планетолог Катрин Волк из Университета Британской Колумбии.

Волк и ее коллега Бретт Глэдмен из того же университета предположили, что в начале жизни большинства звезд их окружают «системы плотно упакованных внутренних планет» (STIP). Со временем столкновения уничтожают множества этих планет, оставляя их возле 5-10% звезд, наблюдаемых сегодня.

Но хотя лишь немногие из наблюдаемых систем содержат STIP, Волк считает, что когда-то они преобладали — и Солнце могло быть одной из таких систем, изначальные внутренние планеты которой были уничтожены.

«Если STIP образуется с легкостью, возможно, их можно было найти вокруг всех звезд, после чего 90% таковых было уничтожено», говорит Волк.

Уолш не принимал участия в этом исследовании, но приветствует работу Волк по сопоставлению Солнечной системы с другими планетарными системами за счет использования моделей поиска невидимых планет, которые могли быть в прошлом.

Солнечная система

«Можно сказать, что мы никогда не думали об этом прежде. Мы всегда пытались сопоставить планеты, которые видели, но не те, которых не видели. Теперь мы наблюдаем это вокруг других звезд, так что вопрос хороший».

Волк и Глэдмен поняли, что небольшое число STIP может пролить свет на причины такого сильного отличия нашей Солнечной системы. Пара ученых взяла 13 наблюдаемых Кеплером систем, которые содержат больше четырех внутренних планет, и запустила на их основе симуляцию длиной в 10 миллионов лет. В десяти случаях малые планеты испытали жестокие столкновения, которые изменили структуру планетарной системы. По мнению ученых, остатки, вероятно, будут оставаться стабильными в течение более 10 миллионов лет.

Затем команда провела еще одну серию симуляций на длительном отрезке времени, чтобы понять, как развиваются системы, когда становятся более стабильными, и выяснить, как распределяются столкновения с течением времени. Они обнаружили, что половина систем приходила к столкновению, но не выказывала никаких признаков катастрофы заранее. Системы со столкновениями оставались стабильными практически всю свою жизнь, прежде чем планеты начинали сталкиваться между собой.

Моделирование показало, что через 5 миллионов лет примерно 5-10% STIP из выборки так и не достигали стабильности. Поскольку STIP видели лишь в 5-10% планетарных систем, наблюдаемых Кеплером, это может означать, что все они родились со STIP, но 90% STIP были уничтожены к моменту наблюдений Кеплера.

«Если у каждой звезды когда-то была система STIP, это означало бы, что мы (модельеры) просто не успели к моменту существования планет, — говорит Уолш. — Мы всегда пытались строить модели, чтобы получить наши четыре твердых планеты, игнорируя возможность образования от трех до пяти планет еще больше Земли внутри орбиты Меркурия. Это было бы очень круто!».

Если бы все было так, Земля перестала бы быть странным исключением из правил образования планет, как показывают случайные наблюдения. Вместо этого она прекрасно вписалась бы и не требовала специального объяснения своему существованию. Если Солнечная система — и Земля, следовательно, — редкость, это может сказаться и на распространенности жизни во Вселенной; но если она следует обычным процессам формирования планетарных систем, то в ней не будет ничего столь необычного.

Меркурий давно был проблемой для планетологов. Помимо того, что он находится дальше от Солнца, чем большинство планет, увиденных Кеплером, Меркурий плотно набит тяжелыми элементами. Одна из гипотез относительно его странного состава включает столкновение, которое смахнуло с планеты легкую кору и оставило за собой плотный железный слой.

В то же время модели Солнечной системы вернули слишком много материала, чтобы объяснить им один Меркурий. Чтобы сформировать одну планету на орбите Меркурия, симуляции требуют необычного пробела — искусственной границе — в пыли, окружающей юное Солнце, который растянулся бы почти на полпути к нынешней орбите Земли. Если пробел тянулся аж до самой звезды, как полагает большинство ученых, этот диск должен был содержать слишком много материала.

Если большинство планетарных систем содержали STIP при формировании, в юной Солнечной системе тоже могли быть таковые. По мнению Волк, такой сценарий устранял бы необходимость искусственного пробела до внутреннего диска и объяснял бы насыщенную железом планету. Столкновения также учитывали бы плотный состав Меркурия.

Чтобы проверить эту возможность, Волк и Глэдмен провели моделирования, которые добавили четырем планетам массой с Луну и орбитами меньше половины расстояния от Земли до Солнца. Эти планеты не влияли бы на образование Венеры, Земли и Марса в течение 500 миллионов лет, несмотря на столкновения, которые происходили между их твердыми соседями. К этому сценарию пришел Кеплер при проведении первых симуляций.

«Когда есть пара нестабильных планет, а остальные ничего не чувствуют, это не редкость», говорит Волк.

По мере столкновения небольших внутренних планет между собой, они встречали одну из двух судеб. В некоторых случаях масса сталкивающихся планет выстреливалась, но затем консолидировалась в несколько тел. В других, более разрушительных сценариях оставалось меньше 10% изначальной массы, а остальное взрывалось на мелкие кусочки, по спирали уходящие к звезде или другим планетам. Разница часто зависит от того, как быстро движутся планеты, сталкиваясь между собой; как и при столкновении автомобилей, высокая скорость приводит к большим разрушениям.

Хотя другие наблюдения Кеплером STIP-систем показали, что три или более крупных тел консолидировались в одну или две короткопериодичных планеты, наша Солнечная система, видимо, крушила до конца. У нас остался всего один выживший.

Ученые не знают, почему наша Солнечная система так необычна

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

38 комментариев

  1. Trener888

    Потому что она не случайность... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. 0.5l

    просто так совпало - радуйтесь

    • Vault13Dweller

      Вы себе представляете, сколько параметров должно было совпасть, чтобы жизнь на уровне микроорганзмов даже появилась, не то, что про нашу человеческую(с самым сложным объектом во Вселенной, то есть мозгом)? Их даже не сотни.

      • 3DPascal

        Советую вам посмотреть про вероятность возникновения жизни https://www.youtube.com/watch?v=awDHwbjdVxc

        • Beeplan

          Не надо спамить своей ссылкой, одного раза достаточно. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

          • 3DPascal

            Человек может больше не зайти на эту статью, а когда я ему отвечаю и если у него включена опция уведомления ответов, то он может увидеть мой ответ.

      • Beeplan

        Боже... Откуда вы знаете, что мы — самые высокоорганизованные? Американские фильмы? Вселенная бесконечна. Может быть, таких как мы — миллиарды, а может и меньше. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • Froren

        там где зарождение жизни не возможно ее и нету и никто не сидит и не думает, как они там оказались. Эффект селекции.

        • simles

          к сожалению, о возникновении жизни мы можем судить только на основании одного ее источника...
          согласитесь, этого абсолютно недостаточно, чтобы делать хоть какие то разумные выводы)

      • kaeban222

        +

  3. Аноним

    А что если галактики- это атомы и мы находимся внутри какого-то организма для него мы являемся бактериями и в то же время у нас в организме есть бактреии и для них атомы это галактики и так бесконечно (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. Khius

    теория вероятности давно объяснила (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. 3DPascal

    Невероятные события становятся неизбежными, если попыток очень много. Столько много попыток, что наш мозг неспособен это представить.

  6. Аноним

    Это как принцип лртереи. Если куплены все миллиарды билетов то обязательно будет победитель в тираже! Так примерно видимо и случилось с нашим миром и нами. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  7. dossvd

    Технические возможности землян не позволяют увидить Меркурий и Землю даже с десятка св. лет. Вот и весь парадокс уникальности.

  8. Fernando Navarro

    Как можно говорить что наша система не обычна, если мы не знаем толком, как выглядят другие системы?
    Так и на счет зарождения жызни, мы пока без понятия, какие условия нужны для этого. То теории есть, но пока сложно сказать насколько они правдивы.

    • Froren

      "То теории есть, но пока сложно сказать насколько они правдивы."

      Если бы ты хотя бы элементарно знал, что такое теория. Она не может быть не правдива по дефиниции.

      • Fernando Navarro

        Праводоподобны. Не надо придиратся к словам, если по сути нет чего сказать.

  9. mlserg

    Наверняка сейчас где нибудь во вселенной сидят и думают с десятка два углеродных форм жизни, с десятка три из какой нибудь темной материи форм жизни, и еще бессчетного количества еще не открытой материи форм жизни или сгустки энергии. И вот они сидят и думают какие же они уникальные и одинокие во вселенной и надо же было так совпасть уникально и неповторимо, что у них зародилась жизнь на планете или еще где то. А может они и вовсе не думают и не мыслят так как мы, а делают как то это принципиально по другому.

  10. mlserg

    Вспомнилось мне одно предположение, высказанное помоему в сериале "сквозь пространство и время с морганом фрименом ". Дословно не помню, но звучало приблизительно так:
    Возможно существует множество видов форм жизни и цивилизаций и они могут находиться недалеко от нас. Они могут иметь вид, форму существования, принцип мышления абсолютно не понятное нам. И по этому мы не можем их найти и тем более определить, что это вообще может быть разумная жизнь в привычном нашем понимании. Проще говоря, для нас невозможно нахождение и понимания иной формы жизни, как невозможно понять муравью что такое интернет!

    • mlserg

      Тем более муравьи это тоже углеродная форма жизни и у них существует днк на сколько то процентов совпадающее с человеческим и живут они на одной планете с нами. Да что уж говорить, у растений днк совпадает с человеческим примерно на 50%. И теперь представьте, как нам вообще искать иные цивилизации если почти одинаковая форма жизни не может понять друг друга?

      • Froren

        Что ты там собрался у муравьев понимать, когда у них интеллекта нету?

        • mlserg

          У тебя интелект вроде бы должен быть, но мого чего ты понимаешь в том что муравьи делают и как они это делают? Ты можеш заставть муравья делать то что тебе хочется своим интелектом?
          Но в любом случае ты сути коментария не понял

          • Froren

            Да, люди понимают что и как делают муравьи и любое животное можно обмануть.

            • mlserg

              Слушай, раз на то пошло, еслы ты понимаешь все что делают животные, может переведешь хотябы коммуникации какого нибудь млекопитающего? Например дельфина. Переведи их "язык" общения между собой на наш человеческий. Все ученые мира скажут тебе спасибо. Всегда было интересно о чем они общаются между собой. Заодно обманешь их и "скажешь" на дельфиньем языке какому нибудь дельфину чтобы тот поплыл пугать серферов, пусть поцапает их за ноги.
              Муравью не забудь "сказать" чтобы строил не одну колонию, а сразу три.

              • Froren

                Ты походу не понимаешь, что "общаться" с животными без интеллекта не возможно.

                • mlserg

                  Зачем ты это мне говоришь? :) Где я сказал, что человек может общаться с животными? Это же наоборот ты утверждаешь, что это возможно. Ну так что? покажешь мастер класс по обману животных?
                  Специально для тебя, слово сказать (животному) взято в кавычки, что подразумевает под собой - подать какой либо сигнал понятное этому виду животного сделать то или иное действие. А не то, что ты тут напридумывал, якобы разговор как человек с человеком.

  11. zadarojnik

    Вы шутите? Вы до сих пор считаете что планеты земной группы сформировались из газо-пылевого облака? Точнее из него самого, но которое осталось после взрыва сверхновой и в последствии оседало на Солнце со всеми своими химическими элементами, включая тяжелые. В последствии из этого осадка вместе с продуктами т.я.синтеза от самого Солнца собирается т.н. "пятно на поверхности Солнца". Предполагаю что "пятном" достигается некая критическая масса и часть его отсоединяется и из него, уже в последствии, формируется планета. Относительно недавно была новость о том, что в этих "пятнах" найдена вода. Не помню когда точно была эта новость. Я думал это уже давно известно.

    • Froren

      "которое осталось после взрыва сверхновой и в последствии оседало на Солнце со всеми своими химическими элементами, включая тяжелые."

      Так и есть и это давно известно всем мало мальский образованным людям.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.