Пятый гигант: исчезнувшая планета могла перекроить раннюю Солнечную систему

Группа американских учёных провела тысячи часов моделирования на суперкомпьютерах, чтобы изучить нестабильный период ранней Солнечной системы. Они показали, что в условиях сильной миграции планет в те времена вполне мог существовать пятый ледяной гигант. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv и пока не прошло рецензирование.

Хотя существует много удачных моделей, они менее убедительно объясняют данные, чем модель Ниццы, предложенная в 2005 году. Согласно ей, гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — изначально находились ближе друг к другу, а затем сместились на нынешние орбиты, проходя через фазу динамической нестабильности, в которой появление ещё одной огромной планеты выглядит логичным продолжением сценария.

Считается, что Уран и Нептун сформировались ближе к Солнцу, а затем были вытеснены дальше под действием Юпитера и Сатурна, вошедших в орбитальный резонанс 2:1, когда за один оборот Сатурна Юпитер успевает сделать два.

В новой работе исследователи проверили, какие сценарии могут объяснить формирование их спутников, включая варианты с дополнительным ледяным гигантом, впоследствии выброшенным из системы. Из 122 правдоподобных ситуаций лишь немногие привели к современной конфигурации, а в большинстве случаев разрушалась либо система Юпитера, либо Урана.

По оценке авторов, вероятность выживания каждой по отдельности составляет менее 15%, и только один из рассмотренных сценариев позволил крупным спутникам обеих планет одновременно пережить общий период нестабильности.

«Интересно, что спутники Юпитера чаще всего выживают в сценариях нестабильности с двумя дополнительными ледяными гигантами, но поменьше, тогда как наличие одной более массивной лишней планеты создаёт более благоприятные условия для системы Урана», — отметили учёные.

Хотя формально нельзя исключить, что все четыре исходные системы регулярных спутников во внешней части Солнечной системы уцелели при столкновениях с планетами, полученные результаты убедительно говорят об обратном, заключили авторы работы. Они также допустили, что модель Ниццы нуждается в пересмотре с учётом новых данных.