Планетные системы заполнены до отказа, укомплектованы без промежутков. Даже небольшое изменение в любой орбите может иметь катастрофические последствия — вся система потеряет стабильность. К такому выводу пришли астрономы Джулия Фанг (Julia Fang) и Жан-Люк Марго (Jean-Luc Margot) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США).
Исследование экзопланетных систем в нашей Галактике приводит к заключению, что весьма вероятно их образование по единому принципу. Единственным "настройщиком" гармонии планетных тел являются законы механического движения и гравитация. Философские рассуждения о возникновении и эволюции планет в Солнечной системе в конце ХХ века были дополнены модельными расчетами динамики планет, которые практически полностью исключали произвол в обращении планет по орбитам. Четко отрегулированный механизм планетарного масштаба, как оказалось, не потерпит произвольных вариаций сложившихся параметров. Проще сказать — если предположить возникновение новой планеты в пределах Солнечной системы, то гармония будет фатально нарушена, и система перейдет в хаотическое состояние с возможными катастрофическими преобразованиями в движении семейства планет.
<script type="text/javascript"></script> <script type="text/javascript"></script>
Формирование Солнечной системы за миллиарды лет подразумевает фазу преобразований планетных тел — с катастрофическими столкновениями, перемещениями и формированием характерных особенностей: планет земного типа, пояса астероидов, планет-гигантов и не до конца исследованного пояса Койпера, к которому относится Плутон и подобные ему малые планетки, окраинное население Солнечной системы.
Проблема расположения планетных тел на орбитах вокруг центрального гравитирующего тела звезды возникла в новой реальности, связанной с исследованием экзопланет. Авторы Д. Фанг и Ж.-Л. Марго использовали экспериментальные наблюдения, обеспеченные космической обсерваторией Кеплер. В массивах данных "Кеплера" были выбраны экзопланеты с орбитальными периодами, меньшими 200 дней, а радиусы этих планет были в пределах от 1.5 до 30 радиусов Земли.
Эти данные были положены в основу расчетов типичных динамических интервалов соседних экзопланет.
Известно, что экзопланетные системы известны пока только по самым близким к их звёздам, довольно крупным планетам, достоверно выявленным. Это значит, что экспериментальные наблюдения не являются полными: можно увидеть лишь то, что увидеть легче всего. При этом есть опасность ограниченности наблюдательных данных, которая может привести к ошибочным результатам. Однако, достоверны расстояния между рядами экзопланет, зафиксированных с помощью "Кеплера". Проведение компьютерного моделирования в широком спектре возможных наборов планетных систем обеспечило интересный аналитический материал. Прорабатывались миллионы возможных сценариев развития экзопланетных систем, причем расстояния между планетами задавались по наблюдательным данным "Кеплера"- и выводы свидетельствовали о единообразии закономерностей формирования планетных систем. Причем расстояния от планет до звезды всегда были весьма сходны по соотношению между собой, и были похожи на хорошо известные планетологам расстояния между восемью планетами нашей Солнечной системы.
Если в моделируемую систему закладывали наличие дополнительной планеты, начинались хаос и катаклизмы. Планеты сталкивались, покидали систему, выброшенные гравитационным маневром, отправляясь в одиночное путешествие в космическое пространство. Даже среди систем, населенных всего тремя планетами, доля предельно устойчивых орбит составляла треть от общего числа, в системе с четырьмя планетами доля приближались к 45%, а с нарастанием числа планет в системе доля полностью заполненных орбит росла ещё выразительнее. Характерно, что рождение Луны, выброшенной при столкновении Земли с крупным астероидом на околоземную орбиту, вполне соответствует модельным расчетам при определенных параметрах модельной системы.
Авторы работы полагают, что обнаружили нечто фундаментальное в отношении формирования и эволюции планетных систем, а по мере увеличения количества достоверных данных о строении и динамике экзопланетных систем их выводы будут проверены на более обширном экспериментальном материале.
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"
Татьяна Вальчук
Комментарии
Сообщается, что еще в 1766 году немецкий физик и математик Тициус обнаружил закономерность в расстояниях планет от Солнца и выявил, что между Марсом и Юпитером не хватает планеты. Позже астрономы нашли ряд астероидов, похожих на остатки планеты, орбита которой совпадает с вычисленной Тициусом. Ученые рассчитали, что планета эта была больше Марса («Фаэтон»). И вычислили, что ее разрушение произошло примерно 16 млн. лет назад. На астероидах найдены вода и следы органических молекул. Некоторые ученые полагают, что на Фаэтоне обитала высокоразвитая цивилизация, но их планета почему-то взорвалась – осколки разметало по ее орбите. Мы можем вскоре повторить эту историю! См. http://dovgel.com/2012god.htm
У нас уже 10 лет практикуется лабораторная работа для студентов 3-го курса, шутливо названная "Конец света". Там мы моделируем:
-захват звездой пылевой материи встречного облака и образование протопланет с "кривыми " траекториями, постепенная гравитационная конденсация вещества в нескольких устойчивых центрах с появлением "правильных" траекторий с малым эксцентриситетом, появление планет
- возмущение траекторий планет внезапно появившимся крупным космич.телом (целимся в Венеру), сдвиг орбиты Венеры в сторону земной орбиты. Отрыв Луны от Земли полем тяготения Венеры и вышвыривание Луны за пределы солнечной системы. При этом Венера почти возвращается на прежнюю траекторию.
- Конец света: Вселенная перестает расширяться и начинается сближение галактик под действием гравитации. Вселенная схлопывается с выбросом части вещества. Оставшаяся часть образует протогалактику с массивным центром и вращающимся вокруг него газопылевым облаком.