В молодой Солнечной системе существовал третий ледяной гигант — новое исследование

Ученые из Университета Джонса Хопкинса опубликовали в журнале Icarus результаты моделирования, указывающие на существование третьего ледяного гиганта в ранней Солнечной системе. Математические расчеты указывают на то, что миллиарды лет назад газовые гиганты находились гораздо ближе к Солнцу. Изгнание этого дополнительного мира объясняет текущую архитектуру внешних орбит и физическую специфику лун Юпитера и Урана.

Около 3-4 миллиардов лет назад планетная система пережила период динамической нестабильности. Гравитация заставила Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун постепенно мигрировать на их современные орбиты. Планетолог Мэтью Клемент вместе с коллегами провел 122 симуляции ранней конфигурации системы. Исследователи меняли количество объектов, их массы и стартовые позиции, воссоздавая условия формирования внешней части Солнечной системы.

Главным критерием успешности моделей стала строгая сохранность спутников Юпитера и Урана. При анализе миграционных путей физики выявили математический конфликт условий. Система лун Юпитера оставалась нетронутой преимущественно в симуляциях с двумя дополнительными ледяными гигантами. Спутники Урана, напротив, успешно переживали возмущения только при наличии одной более крупной дополнительной планеты.

Вероятность того, что луны обеих планет сохранятся в рамках единого математического сценария, составила около 1%. Из всех проведенных испытаний лишь две компьютерные симуляции привели к результату, который полностью совпадает с реальными астрономическими данными. Оба этих успешных варианта изначально подразумевали присутствие ровно одного дополнительного ледяного гиганта.

Согласно предложенной модели, в процессе глобальной планетарной миграции третий ледяной гигант прошел через серию сближений с Юпитером и был выброшен гравитацией в межзвездное пространство. Данное событие вызвало перестановки масс, нарушившие целостность некоторых изначальных лун, обломки которых впоследствии стали структурным материалом для формирования новых спутников.

Результаты исследования показывают, что текущее расположение планет-гигантов и их лун является следствием строго определенной цепочки гравитационных контактов. Модель с выброшенной планетой предлагает готовое решение для проблемы описания ранней эволюции, одновременно объясняя дальние орбиты гигантов и сохранность их хрупких спутниковых систем. Данные этих физических симуляций в будущем планируется применять для изучения формирования планет земной группы.

Источник:phys.org