«Утраченная планета» могла «подарить» спутники Урану и Юпитеру

Ученые заявили о том, что спутники Юпитера и Урана указывают на то, что в прошлом в Солнечной системе существовала еще одна планета. Вероятно, это был третий ледяной гигант, сообщает Space.com.

Существующие данные показывают, что три-четыре миллиарда лет назад планеты вращались ближе друг к другу и к Солнцу, чем сейчас. Считается, что четыре гигантские планеты — Юпитер, Уран, Сатурн и Нептун — постепенно переместились на свои нынешние орбиты в результате серии взаимодействий друг с другом под действием гравитации.

Исследователи провели ряд симуляций, чтобы определить, как это могло повлиять на спутники Юпитера и Урана. И моделирование показало, что они пережили эти бурные времена исключительно благодаря планете, которая не выжила.

Ученые провели компьютерное моделирование 122 возможных вариантов ранней внешней Солнечной системы, используя различные начальные комбинации планет и различные сценарии миграции миров. Они несколько раз моделировали каждую версию истории Солнечной системы, отмечая, какие варианты с большей вероятностью приведут к появлению чего-то, похожего на внешнюю Солнечную систему в том виде, в каком мы ее знаем сегодня. В частности, исследователей интересовали спутники газового гиганта Юпитера и ледяного гиганта Урана.

«Считается, что столкновения планет и вызванные ими изменения орбит сыграли ключевую роль в формировании многих популяций малых тел по всей Солнечной системе», — заявили ученые.

Спутники Юпитера пережили эпоху миграции гигантов менее чем в 15% симуляций; спутники Урана выжили лишь примерно в 9% случаев.

Фактически, сценарии, которые были удачными для одной группы спутников, как правило, оказывались неудачными для другой: у спутников Юпитера было больше шансов в симуляциях, которые начинались с двух дополнительных ледяных гигантов, в то время как спутники Урана выживали чаще, когда был один, но более крупный, ледяной гигант. Вероятность того, что спутники обоих гигантов выживут в одном и том же сценарии, составляет всего около 1%.

Спутники обоих планет выжили только в двух сценариях и оба из них включали предполагали наличие третьего ледяного гиганта. В наиболее вероятном сценарии в начале существования Солнечной системы в ней присутствовали пять гигантов: четыре, которые мы знаем сегодня, и еще одна планета. Примерно в течение первого миллиарда лет существования Солнечной системы миграция Юпитера приближает его на расстояние около семи миллионов километров к ледяному гиганту, создавая для последнего достаточное гравитационное давление, чтобы тот достиг второй космической скорости. И этот ледяной гигант, вероятно, все еще где-то дрейфует в космосе.

Выброс ледяного гиганта из Солнечной системы не спас спутники Юпитера и Урана от подобной участи. Но сам факт существования ледяного гиганта изменил ход миграций остальных четырёх планет ровно настолько, чтобы уберечь Уран нескольких умеренно близких столкновений с гравитацией другого гигантского мира — и сократил период миграции по сравнению с тем, каким он был бы в противном случае.

Сближения Юпитера с ледяным гигантом оказалось достаточно, чтобы немного нарушить орбиты его спутников, разрушив эту упорядоченную цепочку орбитальных резонансов, но недостаточно, чтобы вызвать их столкновение или выброс в межпланетное пространство. Но Уран и его спутники, вероятно, пережили как минимум два крупных потрясения: одно, когда что-то крупное врезалось в планету и опрокинуло ее на бок, и еще одно во время миграции гигантских планет. Но хотя оба инцидента, вероятно, вызвали несколько драматических столкновений между спутниками, они были недостаточно сильными, чтобы полностью разрушить системы.

Ранее ученые заявили о том, что Уран и Нептун являются не тем, чем считались.