Исследование экзопланет в далёких планетных системах показало, что многие из них являются суперземлями — скалистыми небесными телами, которые по своей массе несколько превышают земную. Тем не менее в нашей Солнечной системе таких планет нет. Астрономы решили выяснить причины этого феномена.
Более половины солнцеподобных звёзд в наших галактических окрестностях имеют суперземли, которые обращаются вокруг них за 100 или менее дней. Это означает, что все эти планеты удалены от своих светил настолько же, насколько и Меркурий удалён от Солнца. Однако, учёные также заметили, что только около 10% тех же планетных систем имеют газовых гигантов — вроде Сатурна или Юпитера.
Исследователи проводили компьютерное моделирование процессов формирования Солнечной системы. Анализ показал, что Юпитер и Сатурн сначала находились на более близких расстояних к нашему светилу, а затем мигрировали на более далёкие орбиты.
В рамках своей новой работы астрономы из Калифорнийского технологического института во главе с Константином Батыгиным провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как миграция газовых гигантов повлияла на общее формирование Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад.
Анализ показал, что в первые 3 миллиона лет существования нашей планетной системы гравитационные взаимодействия Юпитера, Сатурна и газа в протопланетном диске заставляли любые зарождающиеся суперземли сдвинуться ближе к Солнцу и начать обращаться вокруг звезды по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Об этом учёные кратко рассказали в пресс-релизе Калтеха.
Такие процессы заставили бы крупные планеты постоянно сталкиваться друг с другом и разбиваться на гораздо меньшие небесные тела. Согласно статье, опубликованной в журнале PNAS, рано или поздно обломки крупных скалистых суперземель оказались бы гравитационно втянуты ближе к Солнцу, после чего бы исчезли навсегда, приблизившись к нему на критическое расстояние.
На заре существования Солнечной системы Юпитер, скорее всего, находился на орбите между сегодняшними орбитами Марса и Земли. Его смертоносная для большинства планет миграция к внешнему краю планетной системы оставила огромное количество обломков в обитаемой зоне звезды. Так и появились Меркурий, Венера, Земля и Марс, считают Батыгин и его коллеги.
Данное исследование объясняет не только отсутствие суперземель в Солнечной системе, но и помогает понять, почему возраст газовых гигантов и скалистых планет несколько разнится.
Впрочем, подтвердить предложенную калифорнийскими астрофизиками версию пока не представляется возможным. Однако, возможно, исследования других планет нашей системы при помощи прямых наблюдений помогут пролить свет на проблему.
