Вчені кажуть, що гігантський об’єкт може спотворити Сонячну систему

Якби ви досконало дотримувалися кроків у «Посібнику ідіота зі створення сонячної системи», ви б зрештою опинилися перед зіркою, оточеною плоским диском планетарного матеріалу, що обертається відносно акуратними, круговими траєкторіями. Але диск нашої Сонячної системи досить спотворений: орбіти її планет трохи нахилені та більше овальні, ніж круглі. Що ж сталося?

Існує припущення, що на ранніх етапах формування Сонячної системи важкий об’єкт потрапив у її склад, залишивши незабутній відбиток на орбітах планет, перш ніж цей загадковий прибулець знову зник у космічних просторах. Ця гіпотеза була висунута в новому дослідженні фізиків з Університету Торонто Гаретта Брауна і Ганно Райна у співпраці з планетологом Рену Малхотра з Університету Арізони.

Діаграми Сонячної системи

Не обманюйтеся діаграмами – орбіти нашої Сонячної системи далеко не ідеально круглі або плоскі. Навіть за сприятливих галактичних умов, шанси на те, що це могло статися, становлять лише близько 1 до 1 000 – цього недостатньо для остаточного пояснення, але гіпотеза заслуговує на увагу, якщо з’являться підтверджуючі докази.

Сьогодні вже досить зрозуміло, що об’єкти з-за меж нашої Сонячної системи час від часу спрямовуються до Сонця, зазвичай набираючи достатньо швидкості на астрономічних відстанях, щоб знову вирватися в космос. У 2017 році астероїд Оумуамуа проник і покинув нашу Сонячну систему, надавши астрономам ідеальну можливість поміркувати над довгою історією міжзоряних відвідувачів.

Що, якщо щось важче перетнуло нашу Сонячну систему?

Однак присутність Оумуамуа – це лише крапля в озері. А що, якщо через води Сонячної системи пройшов би об’єкт значно масивніший?

Браун, Райн та Малхотра провели розрахунки та дійшли висновку, що об’єкт із масою від 2 до 50 мас Юпітера, що рухається по криволінійній траєкторії навколо Сонця в межах орбіти Урана зі швидкістю, достатньою для втечі, міг би зрушити гігантські планети в орбіти, схожі на ті, які ми бачимо сьогодні.

Уточнивши свої моделі через симуляцію близько 50 000 варіацій, вони виявили, що найкращим поясненням ексцентричних орбіт наших планет є об’єкт із масою трохи більше ніж 8 мас Юпітера, що наближався до нинішньої орбіти Марса зі швидкістю 2,69 км/с. Подальші симуляції показали, що у 2% випадків одна з наших планет могла бути викинута з Сонячної системи протягом наступних 20 мільйонів років. В інших випадках внутрішні планети залишалися на злегка змінених, але все ще гармонійних орбітах.

Рідкісна, але не неможлива подія

Хоча ймовірність такого явища низька – від 1 до 1 000 до 1 до 10 000 – можливості для такого сценарію можуть бути не такими рідкісними, враховуючи, що в Чумацькому Шляху є багато відповідних зоряних скупчень.

«Інакше кажучи, нам не потрібно шукати голку в копиці сіна, щоб знайти підходяще зіткнення», – пишуть автори в дослідженні, яке наразі ще не пройшло рецензування.

З огляду на те, що найближча зірка перебуває на відстані понад 4 світлових років, легко уявити нашу Сонячну систему як відносно ізольовану. Але, як і наша планета, Сонце рухається шляхом, який періодично зближує його з іншими зірками та зоряними скупченнями, а також з холодними темними планетами, які блукають міжзоряним простором.

Що чекає на нашу Сонячну систему?

Що чекає на нашу химерну родину планет у майбутньому – залишається невідомим. Але є невеликий шанс, що одного дня Сонячна система стане ще більш викривленою, ніж зараз. Це дослідження доступне на сервері препринтів arXiv.