Ворвалась в Солнечную систему, растолкала планеты-гиганты и навсегда изменила орбиты

Новейшее астрономическое исследование обнаружило поразительный факт. Оказывается, миллиарды лет назад к нам «на огонек» заглянула то ли планета, то ли карликовая звезда, в восемь раз тяжелее Юпитера. И не просто заглянула, а пролетела совсем рядом с Марсом и сбила с орбит четыре внешние планеты. Скорее всего, именно поэтому наша Солнечная система и отличается от большинства звездных систем.

Что помешало идеалу?

Вот уже сотни лет подряд астрономы ломают головы над тем, почему именно так, а не иначе образовались планеты Солнечной системы. При этом большинство ученых сходятся во мнении, что орбиты планет должны быть идеальными кругами, аккуратно выстроенными вокруг Солнца. И, разумеется, эти орбиты должны находиться в одной плоскости, как стройный ряд солдат на параде.



Только вот в реальности все по-другому. Ни у одной из восьми планет, даже у Земли, нет идеально круглой орбиты. Вдобавок ко всему орбиты планет еще и не лежат точно в одной плоскости.

Самая неправильная орбита у малыша Меркурия. Она максимально наклонена от плоскости и имеет наиболее яйцевидную форму. Однако и четыре внешние планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — имеют не совсем идеальные орбиты.


— Рену Малхотра, планетолог, университет штата Аризона.

60 000 компьютерных симуляций

Малхотра с командой предположила, что примерно 4 миллиарда лет назад объект размером со звезду прошел через Солнечную систему и повлиял на орбиты четырех крупнейших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Чтобы проверить эту идею, исследователи провели множество компьютерных симуляций, где такой объект пролетает рядом с Солнечной системой. Они варьировали различные параметры этого объекта, такие как его масса, скорость и расстояние до Солнца. Каждый из этих виртуальных пролетов моделировался на протяжении 20 миллионов лет, всего было проведено 50 тысяч таких симуляций.



Такие исследования проводились и раньше, но там рассматривались исключительно звезды. Астрономы из Аризоны пошли дальше. Они исследовали возможность того, что на Солнечную систему могли повлиять объекты куда меньших размеров (вплоть до массы Юпитера).

Также они смоделировали сценарии, в которых этот объект проходил очень близко к Солнцу — на расстоянии около 20 астрономических единиц (а.е.). Одна такая единица — это среднее расстояние от Земли до Солнца.

99% симуляций моделировали условия, которые очень сильно отличаются от тех, что существуют в нынешней Солнечной системе. Но вот примерно 1% гипотетических ситуаций показал, что явление пришельца из глубин космоса трансформировало орбиты планет-гигантов до современного состояния.

В симуляциях «гости» проникали в Солнечную систему по-разному. Они могли проходить как очень далеко от Солнца (за пределами орбиты Урана), так и совсем близко к нашей звезде (недалеко от орбиты Меркурия). Масса объектов варьировалась от 2 до 50 масс Юпитера. То есть пришелец был достаточно крупным, чтобы существенно повлиять на движение всех планет Солнечной системы.

Было достаточно одного визита

— Малхотра.

Астрофизики называют коричневых карликов «неудавшимися звездами». Они тяжелее планет, но значительно легче полноценных звезд.



В научной работе исследователи рассказали, что им пришлось провести еще 10 000 дополнительных симуляций. Это было нужно для того, чтобы смоделировать максимально реальные условия прохождения объекта, ведь он должен был проследовать и через внутренние области Солнечной системы.

Поэтому ученые были вынуждены добавить в свою модель Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Результаты этих новых симуляций подтвердили, что пролет крупного тела мог привести к формированию текущей структуры Солнечной системы.

Особенно интересным оказался сценарий, в котором объект, чья масса была в восемь раз больше массы Юпитера, прошел вблизи Солнца на расстоянии 1,69 а.е., то есть данный объект прошел совсем недалеко от орбиты Красной планеты. Эта конкретная симуляция оказалась одной из самых реалистичных и помогла лучше понять возможные механизмы формирования текущих орбит планет.

Компьютерные симуляции указывают на то, что всего одного визита таинственного космического гостя оказалось достаточно, чтобы навсегда изменить пути движения гигантских планет.

Учитывая, что такие объекты встречаются в космосе гораздо чаще звезд, подобные случайные встречи вполне могут происходить значительно чаще, чем до этого считали астрономы.