Учёные допустили существование третьего ледяного гиганта в ранней Солнечной системе

В ранней Солнечной системе мог существовать ещё один ледяной гигант, помимо известных сегодня Урана и Нептуна. К такому выводу пришли авторы нового исследования, опубликованного в журнале Icarus. По их данным, дополнительная планета могла сыграть ключевую роль в масштабной перестройке орбит и повлиять на формирование спутников гигантов.

Период хаоса после рождения планет

Учёные считают, что вскоре после формирования планет, около 4–4,5 млрд лет назад, внешняя часть Солнечной системы пережила этап крайней нестабильности. Этот период, известный как нестабильность Ниццкой модели, сопровождался резкими изменениями орбит Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

В ту эпоху планеты-гиганты регулярно сближались, испытывая мощные гравитационные воздействия. Такие «почти столкновения» радикально меняли их траектории, пока системы не пришли к современному расположению. Однако оставался открытым вопрос, как в этих условиях сохранились спутники.

Компьютерное моделирование ранней Солнечной системы

Чтобы разобраться в динамике тех событий, исследователи проанализировали 122 компьютерные модели эволюции внешней части Солнечной системы. Они отобрали сценарии из тысяч вариантов, которые лучше всего воспроизводили нынешнюю структуру планетной системы.

Моделирование учитывало гравитационные взаимодействия планет, их спутников, Солнца и пролетающих объектов на протяжении миллионов лет. Рассматривались версии с пятью и шестью гигантскими планетами, включая гипотезу о дополнительных мирах, которые впоследствии могли быть выброшены из системы.

«Космические столкновения» и судьба спутников

Результаты показали крайне низкую вероятность сохранения спутниковых систем Юпитера и Урана в условиях ранней нестабильности. По оценке авторов, она не превышала 15%.

В большинстве сценариев близкие прохождения планет приводили к разрушению спутников Урана. Однако вместо полного разлёта в космос происходили столкновения, после которых формировались облака ледяных обломков. Со временем они могли снова объединяться, формируя новые спутники.

Исследователи предполагают, что подобный процесс мог объяснить происхождение одного из спутников Урана — Миранды.

Следы древних катастроф

Моделирование также показало, что спутники Урана могли подвергаться серьёзным возмущениям как минимум дважды — как в результате события, изменившего наклон планеты, так и в период общей нестабильности планет-гигантов.

Учёные подчёркивают, что полученные результаты не дают окончательной картины эволюции спутниковых систем. Модель не учитывает всех возможных факторов, поэтому для уточнения сценариев ранней истории Солнечной системы потребуются дополнительные исследования.

Читать далее →