Kopernikust alates on teadlased liikunud Maa aeglaselt eemale selle etteantud "universumi keskpunktist". Teadlased tunnistavad nüüd, et Päike on tavaline täht, mitte liiga kuum, mitte liiga külm, mitte liiga hele, mitte liiga hämar, mis asub juhuslikus kohas tavalises spiraalgalaktikas. Nii et kui Kepleri teleskoop alustas oma planeetide jahti 2009. aastal, ootasid teadlased, et nad leiavad meie päikesesüsteemi sarnaseid planeetasüsteeme.
Selle asemel avastas Kepler meie päikesesüsteemis puuduvad planeeditüübid. Selgus, et eksoplaneete on palju rohkem, kui me arvasime: alates "kuumadest Jupiteritest" (Jupiteri suurused planeedid) kuni "super-maakeradeni" (massiivsed tahked planeedid, mis on meie omadest suuremad). Tänaseks avastatud 1119 kinnitatud planeedist ja 4178 kandidaadist sarnaneb ainult üks süsteem meie omadega: tähe lähedal asuvate maapealsete planeetidega ja hiiglaslike planeetidega pisut kaugemal.
"Meil pole aimugi, miks meie päikesesüsteem on erinev, ja me tahaksime saada vastust," rääkis planeediteadlane Kevin Walsh Colorado Edela-uuringute instituudist ajakirjale Astrobiology.
Püüdes võrrelda Päikest ja selle planeete Kepleri avastatud uudselt leitud tähesüsteemidega, pakkusid paar astronoomide paari välja, et noore mehena võis meie päikesesüsteem sisaldada koguni nelja Päikesele lähemal tiirlevat planeeti kui Veenust ja et pärast mitmeid katastroofilisi kokkupõrkeid jäi ellu vaid Merkuur. …
"Üks meie päikesesüsteemi probleeme on see, et Kepleri standardite järgi on Merkuur Päikesest liiga kaugel," ütles planeediteadlane Katrin Volk Briti Columbia ülikoolist.
Wolf ja tema kolleeg Brett Gladman samast ülikoolist tegid ettepaneku, et elu alguses on enamik tähti ümbritsetud tihedalt pakitud siseplaneetide süsteemidega (STIP). Aja jooksul hävitavad kokkupõrked paljusid neist planeetidest, jättes need 5-10% tänaste tähtede lähedale.
Kuid kuigi ainult vähesed vaatlusalustest süsteemidest sisaldavad STIP-sid, usub Wolf, et need võitsid kunagi - ja Päike võis olla üks selline süsteem, mille algsed siseplaneedid hävisid.
"Kui STIP moodustub hõlpsalt, on neid võimalik leida kõigi tähtede ümber, pärast mida 90% neist hävitati," ütleb Wolf.
Reklaamvideo:
Walsh sellesse uuringusse ei kaasatud, kuid tervitab Wolfi tööd Päikesesüsteemi sobitamisel teiste planeedisüsteemidega mudelite abil, et otsida nähtamatuid planeete, mis võisid olla minevikus.
„Võib öelda, et me pole sellele kunagi varem mõelnud. Oleme alati püüdnud võrrelda planeete, mida me nägime, kuid mitte neid, mida me ei näinud. Nüüd näeme seda teiste tähtede ümber, nii et see on hea küsimus."
Wolf ja Gladman mõistsid, et väike arv STIP-sid võib valgustada, miks meie päikesesüsteem on nii erinev. Teadlaste paar võttis 13 Kepleri jälgitud süsteemi, mis sisaldas rohkem kui nelja siseplaneeti, ja viis neist läbi 10 miljoni aasta pikkuse simulatsiooni. Kümnel korral kogesid alaealised planeedid vägivaldseid kokkupõrkeid, mis muutis planeedisüsteemi ülesehitust. Teadlaste sõnul püsivad jäänused tõenäoliselt stabiilsena enam kui 10 miljonit aastat.
Seejärel viis meeskond pika aja jooksul läbi veel ühe simulatsioonide seeria, et mõista, kuidas süsteemid stabiilsemaks muutudes arenesid, ja välja selgitada, kuidas kokkupõrked aja jooksul jagunesid. Nad leidsid, et pooled süsteemid põrkasid kokku, kuid ei ilmnenud katastroofi märke. Kokkupõrkesüsteemid püsisid peaaegu kogu elu stabiilsena, enne kui planeedid hakkasid üksteisega põrkuma.
Modelleerimine näitas, et pärast 5 miljoni aasta möödumist ei saavutanud umbes 5-10% valimis sisalduvatest STIPidest stabiilsust. Kuna STIP-sid nähti vaid 5-10% Kepleri täheldatud planeedisüsteemidest, võib see tähendada, et nad kõik sündisid STIP-iga, kuid Kepleri vaatluste ajaks hävis 90% STIP-idest.
"Kui igal tähel oleks kord STIP-süsteem, tähendaks see, et meie (moekunstnikud) planeetide olemasolu ajaks seda lihtsalt ei teinud," ütleb Walsh. - Oleme alati püüdnud mudeleid üles ehitada, et saada oma neli tahket planeeti, jättes tähelepanuta võimaluse, et kolm kuni viis planeeti moodustavad elavhõbeda orbiidil veelgi rohkem Maad. See oleks hämmastav! ".
Kui kõik oleks nii, lakkaks Maa enam kui kummaline erand planeedi moodustumise reeglitest, nagu näitavad juhuslikud vaatlused. Selle asemel sobiks see ideaalselt ega vajaks selle olemasoluks erilist selgitust. Kui päikesesüsteem - ja maa on seetõttu haruldane, võib see mõjutada elu levikut universumis; aga kui see järgib planeedisüsteemide moodustumise tavapäraseid protsesse, siis pole selles midagi nii ebatavalist.
Elavhõbe on juba pikka aega olnud planeediteadlaste probleem. Lisaks sellele, et Merkuur on Päikesest kaugemal kui enamik planeete, mida Kepler nägi, on Merkuur tihedalt pakitud ka raskete elementidega. Üks selle kummalise koostisega seotud hüpotees hõlmab kokkupõrget, mis pühkis planeedilt kerge kooriku ja jättis maha tiheda raudkihi.
Samal ajal tagasid Päikesesüsteemi mudelid liiga palju materjali, et selgitada ainult Merkuuri. Elavhõbedat tiirleva ühe planeedi moodustamiseks vajavad simulatsioonid noore Päikese ümbritsevas tolmus ebatavalist tühikut - kunstlikku piiri -, mis ulatuks Maa poole praeguse orbiidi lähedale poole. Kui vahe ulatus täheni, nagu enamik teadlasi usub, pidi see ketas sisaldama liiga palju materjali.
Kui enamik planeedisüsteeme sisaldasid moodustumisel STIP-sid, võis ka noorel päikesesüsteemil selline olla. Wolfi sõnul välistaks selline stsenaarium vajaduse sisemise ketta kunstliku tühiku järele ja selgitaks raudrikka planeedi olemasolu. Kokkupõrked võimaldaksid ka Merkuuri tihedat koostist.
Selle võimaluse testimiseks viisid Wolf ja Gladman läbi simulatsioone, mis lisasid neli planeeti Kuu massidega ja need tiirlevad vähem kui pool Maast Päikese kaugusele. Need planeedid poleks Veenuse, Maa ja Marsi moodustumist 500 miljoni aasta jooksul mõjutanud, hoolimata nende kindlate naabrite vahel toimunud kokkupõrgetest. Kepler jõudis selle stsenaariumi juurde esimeste simulatsioonide käigus.
"Pole harvad juhud, kui meil on paar ebastabiilset planeeti ja teised ei tunne midagi," ütleb Wolf.
Kuna väikesed siseplaneedid põrkasid omavahel kokku, kohtusid nad kahest saatusest. Mõnel juhul tulistati põrkuva planeedi mass välja, kuid seejärel koondati see mitmeks kehaks. Teistes hävitavamates stsenaariumides jäi alles vähem kui 10% algsest massist ja ülejäänud plahvatasid väikesteks tükkideks, spiraalselt tähe või muude planeetide poole. Erinevus sõltub sageli sellest, kui kiiresti planeedid liiguvad, põrkuvad üksteisega; nagu ka auto kokkupõrke korral, põhjustab kiire kiirus suurt hävingut.
Kuigi Kepleri muud STIP-süsteemide vaatlused näitasid, et kolm või enam suurt keha ühendati üheks või kaheks lühikese perioodi planeediks, hävines meie päikesesüsteem ilmselt lõpuni. Meil on ainult üks ellujäänu jäänud.
