Suntem bine familiarizați cu sistemul solar - la urma urmei, de fapt, acesta este casa noastră. Numele planetelor care compun compoziția, ordinea amplasării lor (și poate chiar distanța de la Soare) sunt cunoscute de mulți dintre noi de la școală. Cu toate acestea, după cum a aflat corespondentul BBC Earth. casa noastră nu este foarte asemănătoare cu altele.
Există patru planete interioare apropiate de Soare, ele sunt numite planete ale grupului terestru (sau planete solide). O suprafață tare vă permite să mergeți pe ele sau să efectuați aterizarea vehiculelor spațiale. Există patru planete exterioare (cu excepția unei relativ mici, formate din rocă și gheață de Pluto, care statutul planetar relativ recent revizuit - acum este considerată o planetă pitică), ele sunt bile uriașe de gaz, înconjurat de inele. Și între planetele interioare și exterioare este centura de asteroizi.
În următoarele două decenii, au fost descoperite mii de alte planete. Conform unor estimări, există sute de miliarde în galaxia noastră. Astfel, sistemul solar nu este unic.
Și totuși, în ciuda unui număr atât de mare de sisteme planetare, astronomii cred că, într-un anumit sens, sistemul solar se împarte. De ce?
"Este din ce în ce mai clar că sistemul solar este atipic", spune Gregory Laughlin, un planetolog de la Universitatea din California, la Santa Cruz.
Nu este încă în mod clar cât de mare acest lucru atipic (pentru un singur lucru - punk, rătăcit la întâlnirea de seară a veteranilor colective de mișcare fermă, cu totul alt - spiriduș, cambrat pe stradă pe inorogul), dar oamenii de stiinta au incercat sa explice cauzele caracteristicile sistemului solar.
Dacă se dovedește a fi o anomalie cosmologică, atunci poate Pământul este la fel de bine - și cu el viața pe planeta noastră.
Cu alte cuvinte, nu putem exclude unicitatea noastră în univers.
Un sistem unic?
Trebuie doar să vină la termeni cu ideea că planetele în spațiu se întâlnesc cel puțin stelele deoarece există o nouă deschidere în fața noastră - o varietate uimitoare de setări. „Noi am adapostit întotdeauna speranța că multe dintre planete în spațiu - Laughlin spune -. Planete extrasolare Și sa dovedit că acest lucru este adevărat, dar am găsit sunt foarte diferite de planete ale sistemului solar.“.
Titularul titlului ilustrației Johan Swanepoel Alamy Captionul imaginii Asteroizii au dispărut din regiunile interioare ale sistemului solar
Cu ajutorul observatorului orbital Kepler, astronomii au reușit să găsească mii de exoplanetă cu o mare varietate de compoziții și dimensiuni. Se pare că există sisteme planetare foarte minuțioase comparabile cu Jupiter și patru dintre cei mai mari sateliți ai săi. În alte sisteme, planul de revoluție al planetelor este la un unghi mare față de planul de rotație a stelelor. Unele planete se învârt în jurul a două stele deodată - cum ar fi planeta Tatooine cu două soare din filmul "Star Wars."
Cea mai mică exoplanetă detectată poate fi stancos - acestea sunt numite uneori sverhzemlyami (nu destul termenul corect, deoarece sverhzemlya nu neapărat similare pe Pământ - este doar o planetă puțin mai mare). ekzoplanety mai mare, cunoscut sub numele de Hot Neptun, compus în principal din gaze naturale.
Deținătorul drepturilor de autor al ilustrației NASA Imaginea de imagine Jupiter și unul din sateliții săi
Acest lucru, spune Laughlin, este una dintre cele mai importante diferențe ale sistemului solar „în interiorul orbitei lui Mercur (între Mercur și Soare. - nn) nu este nimic chiar și asteroizi.“.
O altă ciudățenie a sistemului solar este Jupiter. Exoplaneturile mari nu se găsesc atât de des și, în cea mai mare parte, se află în orbite comparabile cu cele terestre sau venusian. Doar aproximativ două procente dintre stelele studiate au planete de mărimea lui Jupiter în orbite comparabile cu Jupiter.
„Absența completă a oricăror corpuri cerești în interiorul orbitei lui Mercur si Jupiter este masiv, la o distanță considerabilă de soare - acestea sunt cei doi factori care disting sistemul solar“, - spune Laughlin.
Nimeni nu stie exact de ce, dar Laughlin este o teorie complexă - el a spus că Jupiter în timpul său „rătăcitor“ prin sistemul solar, distrugând planetele în curs de formare și, în cele din urmă, pentru a crea condiții pentru formarea Pământului.
Jupiter rătăcitor
Planeta se naște după stelele ei. Steaua apare când norul de gaz se prăbușește într-o sferă densă. Din rămășițele de gaz și de praf din jurul ei, se formează un disc, care apoi se transformă în planete separate.
Anterior, astronomii au crezut că planetele sistemului solar au fost formate în orbitele lor actuale. În imediata vecinătate a starului tânăr fierbinte, gazul și gheața nu au putut fi găsite - singurele "materiale de construcție" posibile în această regiune ar fi silicatele și metalele, astfel încât au format planete solide relativ mici. Departe de Soare, giganții de gaz, cunoscuți astăzi, au ieșit din gaze și gheață.
Deținătorul drepturilor de autor al imaginii SPL Image Caption Hot Jupiters ar putea migra mai aproape de stelele lor și apoi din nou se îndepărtează de ele
Cu toate acestea, în procesul de căutare a exoplanetăților, astronomii au descoperit giganți de gaz care se apropie extrem de aproape de stelele lor - și asta în ciuda faptului că temperaturile în astfel de orbite ar fi prea mari pentru apariția acestor planete. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că astfel de Jupiters fierbinți, probabil, au migrat treptat mai aproape de stelele lor. Mai mult decât atât, migrația planetară poate fi foarte comună - este posibil ca și giganții de gaz ai sistemului solar să-și schimbe orbitele în trecut.
„Anterior, am crezut că planetele gigant sunt în orbitele lor curente de la început a fost postulat noastră fundamentală.“ - Kevin Walsh, spune om de stiinta planetar de la Southwest Research Institute din Boulder, Colorado. Acum, potrivit lui, acest postulat nu mai există.
Walsh este un susținător al ipotezei ipotezelor Grand Tack, numită astfel în onoarea manevrării zig-zag în navigație. Potrivit ei, Jupiter a început să se schimbe orbita în istoria timpurie a sistemului solar, cu prima planeta se apropie de Soare, și apoi a început să se mute departe de lume - ca un iaht de manevră.
În conformitate cu această ipoteză, orbita inițială a lui Jupiter are câteva deja prezent - planeta formată la o distanță de aproximativ trei unitati astronomice de la Soare (o unitate astronomică este distanța medie dintre Soare și Pământ). În momentul în care sistemul solar a fost doar câteva milioane de ani - vârsta copiilor în Univers - și era încă plin de gaz.
Cum Jupiter a circulat în jurul Soarelui, gazul din partea exterioară a orbitei a împins planeta mai aproape de luminator. Când în afara sa format orbita lui Jupiter Saturn, aceasta a dus la perturbarea câmpului de gaze și mișcarea centripetă Jupiter sa oprit la o distanță de aproximativ un an și jumătate de unități astronomice de la soare.
Dreptul de autor al ilustrației NASA Captura de imagine Poate că formarea lui Saturn a oprit migrarea lui Jupiter
După aceea, Jupiter a început să fie presurizat de gaze din interiorul orbitei sale, împingând planeta în zonele exterioare ale sistemului solar. Dat fiind că nu exista deja nimic pentru a exercita presiune asupra lui Jupiter din partea exterioară a orbitei, acesta a fost dus la orbita actuală la o distanță de 5.2 unități astronomice de la Soare.
Ipoteza propusă a fost aceea a plăcerii planetologilor, deoarece a explicat multe fenomene de neînțeles ale sistemului solar. Datorită „zig-zag“ regiunile Jupiter ale sistemului solar care se află sub 1 unitate astronomice de la Soare, curățat de gaze naturale - în funcție de astronomi, este o condiție prealabilă pentru formarea Marte. În cadrul modelelor anterioare ale apariției sistemului solar, sa dovedit că Marte ar trebui să fie mai mare decât este cu adevărat. dar în ipoteza unei deviații mari, diametrul real al planetei se potrivește.
Ipoteza presupune, de asemenea, apariția unei centuri de asteroizi, foarte asemănătoare cu ceea ce observăm în sistemul solar - cu mase similare, orbite și compoziții ale corpurilor celeste. Deși noul model nu dezvăluie originea lui Jupiter (nimeni nu are răspuns la această întrebare până acum), ea explică modul în care planeta sa aflat pe orbita actuală, care este relativ departe de lumini.
Laughlin admite că ipoteza unei deviații mari pare a fi inutil abstruse și chiar și puțin improbabile. "Aceasta provoacă un anumit scepticism, eu inițial eram sceptic față de ea și, într-o oarecare măsură, încă mă îndoiesc", spune omul de știință. Dar, având în vedere succesul pe care îl are acest model, Laughlin și colegul său planetar Konstantin Batygin de la Institutul de Tehnologie din California din Pasadena au hotărât să-l dezvolte. "Să ne lăsăm neîncrezătoare pentru o vreme", spune Laughlin, "vom lua în serios ipoteza și ne vom întreba care ar fi fost consecințele migrației lui Jupiter".
Distrus în mugur
Se pare că consecințele ar putea fi cele mai grave. Conform rezultatelor simulărilor pe calculator, Jupiter, după ce a ajuns în regiunile interioare ale sistemului solar, a început să distrugă totul pe drum. Aceste regiuni au fost umplute cu planete de gaze, praf și pe jumătate formate - așa-numitele planetă cu un diametru de până la 1000 km. Când ne-am îndreptat spre Soare, Jupiter a pavat drumul prin toate aceste materiale, lansând un lanț de coliziuni între planetă, care s-au spart unul pe celălalt, pentru a face față pietrelor. Fragmentele planetelor nenăscute, fiecare cu dimensiunea unui kilometru, erau atât de ușoare încât gazul din împrejurimi le împinseau direct în creuzetul Soarelui.
Drepturi de autor ilustrații Lynette Cook SPL Caption imagine Unele super-pământuri pot fi similare cu planetele sistemului solar
Având în vedere prevalența superpământului între exoplaneții descoperiți, probabilitatea este mare ca mai multe astfel de corpuri să se formeze simultan cu planetă în sistemul solar. Cu toate acestea, datorită rătăcirilor lui Jupiter, a avut loc o interceptare gravitațională între aceste super-terenuri și planetele emergente. Când fragmentele planetelor se mișcau la Soare, super-pământuri le urmăreau.
După ce Jupiter sa întors în regiunile exterioare ale sistemului solar, Pământul și alte planete mici de piatră s-au format din resturile spațiale rămase după el. Din cauza haosului semănat de Jupiter, planetele formate în apropierea Soarelui nu au avut șansa de a scăpa - de aceea nu există corpuri celeste în orbita lui Mercur. Dacă nu ar fi fost pentru Jupiter, în loc de Pământ și alte planete pietroase, regiunile interioare ale sistemului solar ar fi acum umplute cu supra-pământuri.
Cel puțin în teorie. Avem de-a face cu o teorie foarte coerentă care explică natura neobișnuită a sistemului solar printr-un lanț de evenimente interesante. Dacă într-adevăr acest lucru sa întâmplat, ceva asemănător s-ar fi întâmplat probabil cu alte sisteme planetare. Astfel, conform acestei ipoteze, fie în sistemul stele trebuie să existe super-pământuri, fie planete ca Jupiter.
În timp ce datele cercetării spațiale confirmă validitatea ipotezei unei deviații mari. "Rezultatele preliminare arată foarte bine", spune Laughlin, "În sistemele stelare care au super-pământuri, planete uriașe în stele departe de stea nu au fost detectate".
Deținătorul drepturilor de autor al NASA SPL Imagine imagine Imagine mozaică a lui Mercur, compusă din imagini individuale ale suprafeței sale
Cu toate acestea, Laughlin nu se grăbește să explice structura sistemului solar singur, ipoteza de abateri mari: .. „Până în prezent, tocmai am aflat că sistemul solar neobișnuit și ipoteza - doar una dintre încercările de a găsi această explicație rațională neobișnuită Sunt sigur că, în viitor, vor exista alte teorii , nu mai puțin convingător. "
Nu este o raritate?
Cât de neobișnuit este sistemul solar? "Judecând după datele pe care le avem, sisteme precum Solar sunt rare", spune Walsh. Pe de altă parte, potrivit lui, este încă prea devreme să se tragă concluzii definitive, deoarece căutarea exoplanetălor abia începe.
Deținătorul drepturilor de autor al NASA Image Caption Descoperirea unor exoplanetă mari pe orbite îndepărtate de stelele lor necesită observații lungi
Faptul că astronomii până acum au găsit doar câteva planete extrasolare similare cu planetele din sistemul nostru solar, există o explicație. „Sistemele care sunt similare cu ale noastre, mai dificil de a găsi cu ajutorul metodelor existente de detectare a exoplanetelor - a spus Jim de turnare, un om de știință planetară de la Universitatea din Pennsylvania -. Faptul că nu am găsit încă o mulțime de sisteme, similare solare, nu rezultă că acestea nu sunt comune “.
În special, exoplantele cu un diametru mai mic decât terestruul sunt încă în afara limitelor sensibilității telescoapelor. Chiar și TESS nu va putea să detecteze planete de dimensiunea Pământului, asemănătoare orbitelor Pământului în jurul stelelor de tip solar.
Iar problema de detectare a planetelor mai mari, similare cu giganți de gaz ale sistemului solar, va necesita observatii pe termen lung. Una dintre cele mai utilizate metode de detectare a planetelor extrasolare (este folosit în „Kepler“ va fi folosit în TESS) - metoda fotometrie de tranzit în care pentru a slăbi luminozitatea stelei în timpul trecerii planetei pe fundalul discului ei, puteți defini parametrii planetei. Perioadele planetelor din orbite îndepărtate de la soare este foarte mare (perioada orbitala a lui Saturn, de exemplu, este de 29 de ani), astfel încât astronomii trebuie să aștepte mai multe decenii înainte ca acestea vor fi în măsură să detecteze astfel de tranzit.
Cu toate acestea, în cazul super-pământurilor pe orbită, chiar și în Mercurian, și cu super-pământ în general, datele colectate sunt deja suficiente pentru a trage anumite concluzii. "Știm că astfel de planete sunt foarte frecvente", a spus Laughlin. Astronomii știu, de asemenea, că giganții de gaz pe orbite ca Jovian nu sunt atât de obișnuiți. Și stelele de tip solar formează doar 10% din toate stelele galactice. Cel puțin în acest sens, sistemul solar este destul de rar.
Titularul dreptului de autor al ilustrației este B.A.E. Inc Alama Caption imagine Probabil că Calea Lactee are sute de miliarde de planete
Desigur, "raritatea" în acest caz este un termen subiectiv. Prin unele estimări, o cincime din toate stelele solare de tip Galaxy au sisteme planetare similare cu cele ale noastre. Sunt doar câteva procente din toate stelele din Calea Lactee - aparent infinitezimale, dar nu uitați că există sute de miliarde de sisteme planetare în galaxie. Un procent din acest număr este în continuare egal cu zeci de miliarde de sisteme similare cu cel Solar.
„Aș fi foarte surprins dacă sistemul solar a fost într-adevăr unic, - spune Jack Lissauer, un om de știință planetară de la Centrul de Cercetare Ames din California - Cu atât de multe stele, chiar și un procent din ele nu dau un motiv să-l numesc o raritate.“.
Legea numărului mare
Este posibil ca în alte sisteme ale stelelor existența unor planete asemănătoare cu Pământul, pe care să se nască viața? Aceasta este o problemă și mai complicată. "Nu avem nici o dovadă a prevalenței planetelor cu condiții asemănătoare cu cele terestre", spune Laughlin. "Dovezi că viața în univers este larg răspândită nu este disponibilă".
Dar Lissauer crede în legea unui număr mare: "Cred că planetele asemănătoare Pământului pe care se poate naște și dezvolta viața".
Dreptul de autor al ilustrației NASA Imagine imagine Imagine mai cunoscută pe planetă familiară din copilărie.
Casting parts optimismul său: „Nu cred că sistemul solar este unic probabil există alte sisteme planetare, nu foarte diferită de a noastră, desigur, în mod semnificativ, nu știm, de aceea avem nevoie pentru a construi telescoape și de a efectua follow-up ...“
Și apoi, în loc de neobișnuită, găsim ceva foarte familiar.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: