Колись нашу Сонячну систему вважали цілком нормальною. Ми розробили теорію формування планетарних дисків на основі уявлення про те, що газові гіганти сформувалися на зовнішніх краях планетарної пилової хмари, тоді як планети земної групи – ближче до Сонця. Однак екзопланетні системи розбили в пух і порох цю ідею, і в результаті ми виявили, що наша Сонячна система не така вже й нормальна.
Далі представлено десять незвичайних фактів про нашу Сонячну систему.
Жодних гарячих юпітерів
Гарячі юпітери були одним із перших типів екзопланет, виявлених у перші дні полювання за екзопланетами. Вони обертаються у безпосередній близькості від своїх батьківських зірок, і на них неймовірно спекотно. Астрономів дивує той факт, що газових гігантів, що обертаються на близько розташованих орбітах, набагато більше, ніж світів земної групи, подібних до Меркурія.
То чому ж у нашій системі відсутні гарячі юпітери? Деякі вчені припускають, що рано чи пізно гіпотетичний гарячий юпітер покинув межі Сонячної системи, посіявши хаос у її внутрішніх світах. Ідея звучить цілком правдоподібно, але доказів на її підтримку мало. Справа в тому, що у нас недостатньо даних, щоб висунути теорію про те, чому в нашій Сонячній системі так багато газових гігантів. Принаймні поки що.
Одна з теорій полягає в тому, що наш Юпітер спочатку був астероїдом розміром із Землю, він повільно накопичував гази в зоряній хмарі навколо Сонця, обертаючись 700 мільйонів років по орбіті, яку деякі вчені назвали Grand Tack. Ця орбіта направила астероїди до суперземлям, що формуються в ранній Сонячній системі, що змусило їх зруйнуватися і перетворитися. Це дуже схоже на теорію раннього утворення Місяця, яка припускає, що велике тіло, розміром з Марс, врізалося в гіпотетичну планету під назвою Тейя, привівши до утворення Землі та Місяця.
Де суперземлі?
Суперземлі – це масивні світи, які часто вдвічі перевищують розмір нашої Землі, і вони можуть стати ще більшими. Ми виявили, що від 30 до 50 відсотків екзопланет, що спостерігаються, обертаються по орбітах, близько розташованих до суперземлям. Вчені запитують, чому їх немає в нашій Сонячній системі.
У 2004 році астрономи виявили 55 Рака e (англ. 55 Cancri e), суперземлю, яка вдвічі перевищує за розміром нашу рідну планету. Той факт, що вона оберталася ближче, ніж Меркурій у нашій Сонячній системі, збентежив астрономів і змусив їх поставити низку важливих питань. Ми, як і раніше, не знаємо причини утворення гарячих суперземель, але нам відомо, що вони надто поширені, щоб їхню відсутність у нашій системі можна було б проігнорувати. Більш того, вважається, що п'ята частина маси 55 Раку e складається з легших елементів. Більшість поверхневих елементів перебуває у надкритичному стані (поводиться як рідина як і газ – явище, що спостерігається у глибинах газових гігантів нашої Сонячної системи).
У міру того, як наші уявлення про формування планетарної системи покращувалися, ми почали помічати, що світи з занадто низькою масою (як наш), як правило, поглинаються більшими. То чому ж цього не сталося у нашій системі?
Однією з теорій є те, що ранні суперземлі дійсно сформувалися, але були знищені (як описано в попередньому пункті).
Інша теорія передбачає, що вся наша Сонячна система була знищена до того, як Юпітер перемістився на своє місце, змусивши сформуватися світи земної групи, які ми знаємо і любимо сьогодні.
І, згідно з третьою теорією, сонце і газовий гігант поглинули більшу частину ранніх планетотворчих матеріалів, виключивши будь-яку можливість утворення суперземлі.
Чому Сонце не має близнюка?
Більше половини зоряних систем нашого Чумацького Шляху є бінарними, а це означає, що вони мають дві або більше зірок. Але, як не дивно, наша Сонячна система не належить до них.
Вчені стверджують, що всі зірки народжуються з неідентичним близнюком, і якщо це так, то чому наш Сонце його не має? Навіть у системі Альфа Центавра є кілька зірок (три, якщо бути точнішими).
Астрономи навіть намагалися знайти в небі гіпотетичну сестринську зірку під назвою «Немезида» (її гравітаційний вплив, як вважалося, спрямував на Землю астероїд, який убив динозаврів), але безуспішно.
І хоча Немезида так і не було виявлено, за словами астрономів, це не означає, що вона ніколи не існувала. Використовуючи радіотелескопи, щоб дослідити туманність Персей – місце, яке десятки молодих сонцеподібних зірок називають будинком – вчені зі Смітсонівської астрофізичної обсерваторії порівняли відстані між бінарними зоряними системами у туманності та помітили щось дивне. У туманності Персей існує три різні діапазони відстаней між зоряними близнюками; більшість з них обертаються орбітами, розташованими близько один до одного. Тим не менш, є ряд зірок, які обертаються на віддаленішій відстані, і ті, що знаходяться на відстані більше 500 астрономічних одиниць один від одного. Це більше, ніж відстань від Сонця до Нептуна. Сучасна теорія свідчить, що в нашого Сонця дійсно був близнюк, але протягом перших двох мільйонів років його життя. Вони відокремилися один від одного через велику відстань між ними та інших гравітаційних впливів.
Проблема життя
Більшість світів земної групи, які ми спостерігали, було виявлено навколо червоних карликових зірок. Багато з гарячих юпітерів, виявлених нами, обертаються навколо зірок, які більші за наші. Потенціал життя у відкритих нами екзопланетних системах є досить низьким. Ще гірше, що більшість світів земної групи є суперземлями. Вважається, що суперземлі надто великі та не підходять для розвитку складного життя.
То чому ж у нашій системі є життя? Що робить її такою особливою?
Система ТРАПІСТ-1 стала важливим відкриттям для наукової спільноти. Подумати тільки, що існує система із сімома світами земної групи! Нові дані показують, що вплив припливних сил, що надається на ці планети їхнім батьком – червоним карликом (навіть у межах населеної зони), змушує їх одночасно обертатися. Це не означає, що розвиток складного життя на цих планетах неможливий, проте ми не знайдемо в ТРАПІСТІ-1 нічого, крім бактерій або простих форм життя.
Однак нещодавно ми виявили перші планети земної групи, що обертаються навколо зірок, напрочуд схожих на нашу. Насправді, на думку вчених, KOI-456.04 має великі перспективи. Після повторного вивчення даних, зібраних космічним телескопом «Кеплер», астрономи вирішили дослідити батьківську зірку KOI-456.04 і виявили, що екзопланета була майже вдвічі більша за Землю. Однак це ще не все: навколо сонцеподібних зірок спостерігалося більше схожих на Землю світів.
І хоча нам доведеться почекати, поки з'являться нові дані про склад цих світів, переважна теорія свідчить, що складне життя характерне тільки для світів, що обертаються навколо зірок, подібних до нашого. Це робить Сонячну систему особливою.
Де червоні карлики?
Ще в 80-х роках, коли вперше було висунуто ідею Немезиди, вважалося, що супутником Сонця був червоний карлик. Червоні карлики становлять більшість зірок у нашій галактиці, і більшість екзопланет, які ми виявили, обертаються навколо них. Буквально недавно ми виявили систему з кількох суперземель, що обертаються навколо червоного карлика GJ 887.
Зірки, подібні до Сонця, становлять лише близько 10% від загальної кількості зірок, що спостерігаються в нашій галактиці. Відсутність близнюка червоного карлика або червоного карлика робить нашу Сонячну систему дещо дивною.
Запитання без відповіді
Однією з особливостей орбіт 4000 екзопланет, виявлених на сьогоднішній день, є їхня неоднорідність. Для багатьох із них характерне змішання великих і малих світів – уявіть собі складний танець гарячих юпітерів, далеких світів із класу юпітерів та суперземель, і ви отримаєте базове уявлення про хаос, який відчуває більшість систем у нашій галактиці.
Справа в тому, що орбіти Сонячної системи надто впорядковані, щоб це могло бути простим збігом. Чому інші системи не схожі на нашу?
Дослідники вирішили порівняти середній розмір екзопланет із їхніми сусідами в надії виявити закономірність, яка б змогла пояснити, чому планетарні сусіди в нашій системі здаються такими схожими один на одного.
Консенсус? Немає закономірності, отже, і відповідей.
Наша зірка неймовірно спокійна
Сонце може час від часу вирувати, але здебільшого воно досить спокійне — особливо в порівнянні з іншими зірками в нашій галактиці, більшість з яких надзвичайно активні.
Аналіз 369 сонцеподібних зірок показав, що більшість із них була набагато активнішою, ніж Сонце. Розмірковуючи про відносний спокій нашої зірки, необхідно враховувати багато чинників. Завдяки різним способам вивчення впливу сонячної активності на нашу планету, ми маємо дані приблизно про 8000-річний період, проте це ніщо в порівнянні з віком Сонця. Ми не знаємо, чи нам просто пощастило, чи наша зірка переживає спокійну фазу.
Але зараз здається, що наша зірка набагато спокійніша, ніж інші, подібні до неї.
Багато потужних планет в екзопланетних системах мають ексцентричні орбіти.
Ми вже знаємо, що гарячі юпітери складають велику кількість екзопланет у Чумацькому Шляху та відсутні у нашій Сонячній системі. Але як щодо їх орбіт?
Орбіти в екзопланетних системах переважно кругові, проте до гарячих юпітерів це не стосується. Насправді, за словами деяких учених, газові гіганти в цілому, схоже, мають більш ексцентричні орбіти в інших системах. І справді, навіть якщо більшість екзопланет-газових гігантів має кругові орбіти, багато хто з них, як правило, обертаються в безпосередній близькості від своєї батьківської зірки. Невже єдине, що тримає Юпітер на місці – це гравітаційне тяжіння Сатурна?
Чому так? На жаль, без додаткових даних із ранньої історії Сонячної системи ми, ймовірно, ніколи не дізнаємося про причину.
Більшість планет не мають зірок
У середньому навколо зірок Чумацького Шляху обертається близько 10 планет. Це досить вражаюче. Однак було зроблено ще одне незвичайне відкриття існування планет-сиріт. Вчені вважають, що велика кількість планет-сиріт пов'язана з тим, що вони були викинуті з «материнських» систем. Таким чином, цілком можливо, що в якийсь момент наша батьківська зірка мала велику кількість планет, які були скинуті зі своїх орбіт у холодні глибини космосу.
Вважається, що планети-сироти затьмарюють кількість тих, що обертаються навколо зірок у Чумацькому Шляху (і, можливо, навіть у Всесвіті), і у багатьох із цих планет є партнери, такі як місяці, супутники коричневих карликів та газові гіганти на кшталт Юпітера. Отже, якщо більшість планет у нашій галактиці не мають батьківської зірки, то хіба той факт, що у нас є власна зірка (причому рідкісна), не робить Сонячну систему унікальною?
Відсутність водних світів
Більшість зі світів, що отримали назву суперземель, вважаються «водними». І хоча в нашій Сонячній системі є крижані гіганти (Уран і Нептун), водні світи, як правило, не такі масивні і вкриті корою. Можливо, у якийсь момент еволюції нашої Сонячної системи існували водні світи, що обертаються навколо Сонця, але існує не так багато доказів, що підтверджують цю ідею.
Але водні світи можуть бути набагато вражаючі, ніж ви думаєте. Вони можуть мати океани глибиною в сотні кілометрів, а через їхню величезну масу і гравітацію у них більше шансів утримати своє внутрішнє тепло.
Це не просто зменшені версії Нептуна чи Урану. Ці так звані водні світи з набагато більшою ймовірністю здатні породити життя, ніж ми думали спочатку, що відрізняє їх від інших суперземель і змушує нашу Сонячну систему здаватися дещо дивною через їхню відсутність.
Джерело: http://muz4in.net/news/10_strannykh_faktov_o_solnechnoj_sisteme/2020-12-14-52781
Источник: zefirka.net
