В Солнечной системе восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, все они вращаются вокруг Солнца из-за его сильного гравитационного притяжения. Но сколько всего планет максимально может вращаться вокруг Солнца?
По сравнению с другими известными планетными системами Солнечная система содержит необычно большое количество планет. В общей сложности известно 812 планетных систем с тремя или более подтвержденными планетами, и только одна известная система, Кеплер-90, содержит столько же планет, сколько Солнечная система.
Вполне вероятно, что во многих из этих систем есть маленькие планеты, которые мы не можем обнаружить, поэтому маловероятно, что Солнечная система на самом деле является самой густонаселенной планетной системой в нашем космическом соседстве. Но это подчеркивает, что восемь планет могут быть близки к верхнему пределу того, насколько большой планетарная система может быть.
Следовательно, чтобы вычислить абсолютный максимальный размер планет, вращающихся вокруг Солнца, нам нужно перейти в область теории, игнорируя некоторые естественные факторы, которые могут ограничивать количество планет, которые могут образоваться. Один из лучших способов сделать это - спроектировать совершенно новую солнечную систему с нуля.
Главное все-таки - размер
В спроектированной солнечной системе максимальное количество планет ограничено количеством планетарных орбит, которые вы можете разместить вокруг Солнца, прежде чем они начнут становиться нестабильными.
Минимальное безопасное расстояние между орбитами разных планет в стабильной системе зависит от размера каждой планеты или, точнее, от ее радиуса Хилла. Радиус Хилла - это расстояние между планетой и краем ее сферы влияния, в пределах которого объекты с меньшей массой будут подвергаться ее гравитации, например, Луна, вращающаяся вокруг Земли.
Количество орбит, которые могут поместиться внутри Солнечной системы, зависит преимущественно от размера планет. Например, Юпитер примерно в 300 раз массивнее Земли, а это означает, что его радиус Хилла примерно в 10 раз больше. Это означает, что 10 отдельных земных орбит могут поместиться в одно и то же пространство, занимаемое текущей орбитой Юпитера.
Следовательно, чтобы максимизировать количество планет в системе, вы должны сделать планеты как можно меньше.
До этого момента мы предполагали, что каждая орбита в нашей спроектированной Солнечной системе содержит только одну планету. Однако на самом деле возможно иметь несколько планет, которые имеют общую орбиту. И мы можем увидеть пример этого в нашей нынешней Солнечной системе.
Противоположные направления
Размер планет является ключом к максимизации количества орбит, которые могли бы вписаться в спроектированную систему. Однако есть еще один хитрый трюк, который мы могли бы использовать, чтобы добавить несколько дополнительных орбит независимо от размера планеты - изменить направление, в котором они движутся вокруг Солнца. Так называемые ретроградные орбиты.
В нынешней Солнечной системе каждая планета вращается вокруг Солнца в одном направлении. Это потому, что планеты образовались из большого облака пыли, вращающегося в одном направлении вокруг Солнца. Однако в нашей спроектированной Солнечной системе возможны планеты, которые вращаются вокруг Солнца в противоположном направлении.
Впихнуть невпихуемое
Теперь, когда мы понимаем ключевые переменные, необходимые для проектирования Солнечной системы, заполненной планетами, наконец-то пришло время обработать цифры и посмотреть, сколько планет мы можем в нее поместить.
Чтобы максимально увеличить количество планет, инженерная система простирается до 1000 астрономических единиц (а.е.) от Солнца. В настоящее время определенная граница Солнечной системы, также известная как гелиосфера, находится примерно в 100 астрономических единицах от Солнца, но гравитационное влияние Солнца может распространяться гораздо дальше.
Принимая все это во внимание, если бы вы использовали планеты размером с Землю, вы могли бы уместить 57 орбит, каждая из которых содержит 42 планеты, что дает в общей сложности 2394 планеты. Однако, если бы вы использовали меньшие планеты, которые составляют одну десятую размера Земли (примерно такую же массу, как Марс), вы могли бы уместить 121 орбиту, каждая из которых содержит 89 планет, что дает в общей сложности 10 769 планет. И если бы планеты были размером с Луну (одна сотая массы Земли), у вас могла бы быть 341 орбита, каждая из которых содержит 193 планеты, что дает в общей сложности 65 813 планет.
Очевидно, что эти цифры запредельны, и способность создавать такие сложные системы находится далеко за пределами досягаемости человечества. Но этот забавный мысленный эксперимент показывает, что для планет в Солнечной системе гораздо больше места, чем те скудные восемь, которые мы видим сегодня.
Ставьте лайки и подписывайтесь.