От Коперник учените бавно отдалечават Земята от нейния предварително определен център на Вселената. Сега учените признават, че Слънцето е обикновена звезда, не е твърде гореща, не е твърде студена, не е твърде ярка, не е твърде тъмна, разположена на произволно място в обикновена спирална галактика. Така че, когато телескопът Кеплер започна своя лов за планети през 2009 г., учените очакваха да намерят планетарни системи, които да приличат на нашата Слънчева система.
Вместо това Кеплер откри видовете планети, които липсват в нашата Слънчева система. Оказа се, че има много повече екзопланети, отколкото мислехме: от „горещи Юпитери“(планети с размерите на Юпитер) до „суперземли“(масивни твърди планети, които са по-големи от нашата собствена). От 1019 потвърдени планети и 4178 кандидати, открити до момента, само една система прилича на нашата собствена: с земни планети близо до звездата и с гигантски планети малко по-далеч.
"Нямаме представа защо нашата слънчева система е различна и бихме искали да получим отговор", каза планетарен учен Кевин Уолш от Югозападния изследователски институт в Колорадо пред списание Astrobiology.
В опит да се сравнят Слънцето и неговите планети с новооткритите звездни системи, открити от Кеплер, двойка астрономи предположиха, че като млад човек, нашата Слънчева система може да е съдържала цели четири планети, орбитиращи по-близо до Слънцето от Венера и че след поредица от катастрофални сблъсъци оцелява само Меркурий. …
„Един от проблемите в нашата слънчева система е, че според стандартите на Кеплер, Меркурий е твърде далеч от Слънцето“, казва планетарят Катрин Волк от Университета на Британска Колумбия.
Волф и нейният колега Брет Гладман от същия университет предположиха, че в началото на живота повечето звезди са заобиколени от „системи от плътно опаковани вътрешни планети“(STIP). С течение на времето сблъсъците унищожават много от тези планети, оставяйки ги близо 5-10% от наблюдаваните днес звезди.
Но въпреки че само няколко от наблюдаваните системи съдържат STIPs, Wolf смята, че някога те са преобладавали - и Слънцето може да бъде една такава система, първоначалните вътрешни планети от която са били унищожени.
"Ако STIP се формира лесно, би било възможно да ги откриете около всички звезди, след което 90% от тях бяха унищожени", казва Волф.
Промоционално видео:
Уолш не е участвал в това проучване, но приветства работата на Волф в съпоставянето на Слънчевата система с други планетарни системи чрез използването на модели за търсене на невидими планети, които може би са били в миналото.
„Можем да кажем, че никога досега не сме мислили за това. Винаги сме се опитвали да съпоставим планетите, които видяхме, но не и онези, които не видяхме. Сега го виждаме около други звезди, така че е добър въпрос."
Вълк и Гладман осъзнаха, че малък брой STIPs могат да хвърлят светлина върху това защо нашата Слънчева система е толкова различна. Двойка учени взеха 13 наблюдавани от Kepler системи, съдържащи повече от четири вътрешни планети и проведоха симулация от 10 милиона години. В десет пъти по-малките планети преживяха жестоки сблъсъци, които промениха структурата на планетарната система. Според учените остатъците вероятно ще останат стабилни за повече от 10 милиона години.
След това екипът проведе още една серия от симулации за дълъг период от време, за да разбере как системите се развиват, когато стават по-стабилни, и да разбере как се разпределят сблъсъците във времето. Те откриха, че половината от системите се сблъскаха, но преди това не показват признаци на бедствие. Колизионните системи остават стабилни почти през целия им живот, преди планетите да започнат да се сблъскват една с друга.
Моделирането показа, че след 5 милиона години приблизително 5-10% от STIP в пробата все още не са постигнали стабилност. Тъй като STIPs са наблюдавани само в 5-10% от планетарните системи, наблюдавани от Kepler, това може да означава, че всички те са родени със STIP, но 90% от STIPs са били унищожени по времето на наблюденията на Kepler.
„Ако всяка звезда веднъж е имала система STIP, това би означавало, че ние (модните дизайнери) просто не сме я направили по времето, когато планетите съществуват“, казва Уолш. - Винаги сме се опитвали да изградим модели, за да получим нашите четири твърди планети, игнорирайки възможността три до пет планети да образуват още повече Земята в орбитата на Меркурий. Би било невероятно! “.
Ако всичко беше така, Земята щеше да престане да бъде странно изключение от правилата за формиране на планетата, както показват случайните наблюдения. Вместо това той би се вписал идеално и няма да изисква специално обяснение за съществуването си. Ако слънчевата система - и земята, следователно, е рядка, това би могло да повлияе на разпространението на живота във Вселената; но ако следва обичайните процеси на формиране на планетарни системи, тогава няма да има нищо толкова необичайно в това.
Меркурий отдавна е проблем за планетарните учени. Освен че е по-далеч от Слънцето от повечето планети, наблюдавани от Кеплер, Меркурий е гъсто пълен с тежки елементи. Една хипотеза относно странния му състав включва сблъсък, който измести лека кора от планетата и остави след себе си плътен слой желязо.
В същото време моделите на слънчевата система върнаха твърде много материал, за да обяснят сами Меркурий. За да формират една планета, обикаляща около Меркурий, симулациите изискват необичайна празнина - изкуствена граница - в праха, заобикалящ младото Слънце, която би се простирала почти на половината до сегашната орбита на Земята. Ако празнината се простираше чак до звездата, както повечето учени вярват, този диск трябва да съдържа твърде много материал.
Ако повечето планетарни системи са съдържали STIPs, когато са се образували, младата слънчева система може би е имала и такава. Според Волф подобен сценарий би премахнал необходимостта от изкуствена пропаст към вътрешния диск и би обяснил планетата, богата на желязо. Сблъсъците също биха допуснали плътния състав на Меркурий.
За да проверят тази възможност, Волф и Гладман извършиха симулации, които добавиха четири планети с маси на Луната и орбитират на по-малко от половината разстояние от Земята до Слънцето. Тези планети не биха повлияли на формирането на Венера, Земя и Марс в продължение на 500 милиона години, въпреки сблъсъците, възникнали между техните твърди съседи. Кеплер стигна до този сценарий по време на първите симулации.
„Не е рядкост да имате няколко нестабилни планети, а останалите не усещат нищо“, казва Вълк.
Докато малките вътрешни планети се сблъскаха една с друга, те срещнаха една от двете съдби. В някои случаи масата на сблъскващите се планети е била изстреляна, но след това консолидирана в няколко тела. В други, по-разрушителни сценарии, остават по-малко от 10% от първоначалната маса, а останалите експлодират на малки парченца, спираловидно към звезда или други планети. Разликата често зависи от това колко бързо се движат планетите и се сблъскват една с друга; както при сблъсък с автомобил, високата скорост води до големи разрушения.
Въпреки че другите наблюдения на Кеплер върху STIP системите показват, че три или повече големи тела са консолидирани в една или две краткосрочни планети, нашата Слънчева система очевидно е разрушена до края. Останал ни е само един оцелял.
