Ar Saulės sistema kadaise buvo didesnė? Naujas tyrimas meta iššūkį garsiai teorijai

Saulės sistema šiandien atrodo kaip stabilus, lengvai prognozuojamas kosminis laikrodis, tačiau ankstyvoje istorijoje ji galėjo būti gerokai chaotiškesnė. Viena populiariausių hipotezių, vadinamas Nicos modelis, teigia, kad iš pradžių išorinėje sistemos dalyje galėjo būti viena ar net dvi papildomos ledo milžinės planetos.

Pagal šį scenarijų, migruojant didžiosioms planetoms ir joms gravitaciškai sąveikaujant su aplinkiniu nuolaužų disku, dalis pasaulių galėjo būti išmesti į tarpžvaigždinę erdvę. Toks „planetų stumdymasis“ taip pat siejamas su vėlyvuoju sunkiuoju bombardavimu ir dabartine išorinių planetų orbitų architektūra.

Nicos modelio testas atskleidė problemą

Johnso Hopkinso universiteto mokslininkų komanda, vadovaujama astrofiziko Matthew Clemento, naujai patikrino šią idėją kompiuterinėmis simuliacijomis. Tyrėjai modeliavo laikotarpį, kai hipotetinės papildomos planetos būtų buvusios išmestos iš Saulės sistemos, ir vertino, kaip toks nestabilumas paveiktų palydovų sistemas.

Rezultatai parodė, kad daugelyje scenarijų Uranui būtų tekę patirti gerokai smarkesnius sukrėtimus, nei leidžia manyti dabartinis jo palydovų „tvarkingumas“. Simuliacijose dažnai pasitaikė palydovų orbitų persitvarkymai, susidūrimai ar net palydovų išmetimai, o tai sunkiai dera su tuo, ką matome šiandien.

Kodėl palydovai tapo svarbia užuomina

Uranas išsiskiria ne tik palydovais, bet ir itin dideliu ašies posvyriu, kuris dažnai aiškinamas senoviniu milžinišku susidūrimu. Jei vėliau dar būtų sekęs Nicos modelyje numatomas intensyvus planetų tarpusavio „artimų prasilenkimų“ laikotarpis, palydovų sistema turėjo būti dar labiau sujaukta.

Tuo metu Jupiterio palydovai simuliacijose išliko gerokai atsparesni, tačiau išsaugoti tvarkingas abiejų planetų palydovų sistemas vienu metu pasirodė stebėtinai sunku. Tyrėjai nurodo, kad tik labai siauras sąlygų rinkinys leistų paaiškinti dabartinę situaciją, jei papildomos planetos tikrai egzistavo.

Trys galimi paaiškinimai

Mokslininkai išskiria kelias interpretacijas, kurios keistų mūsų supratimą apie Saulės sistemos raidą. Pirma, Uranas galėjo patirti didelius palydovų susidūrimus, o dabartinė sistema būtų tokių įvykių pasekmė, o ne pirminė, rami tvarka.

Antra, gali reikėti peržiūrėti dabartines Nicos modelio versijas, nes jos gali per dažnai numatyti pernelyg „smurtinius“ scenarijus Uranui. Trečia, įmanoma, kad Saulės sistema susiformavo pagal gana mažai tikėtiną trajektoriją, kai didžiųjų planetų artimi susitikimai buvo reti ir ne tokie gilūs, kad išdraskytų palydovų orbitas.

Šis darbas primena, kad maždaug prieš 4 milijardus metų vykusių procesų rekonstrukcija neišvengiamai remiasi tikimybiniais modeliais ir netiesioginėmis užuominomis. Kuo tiksliau bus tiriamos palydovų orbitos, jų tarpusavio rezonansai ir smūginių kraterių istorija, tuo aiškiau bus, ar Saulės sistema kadaise iš tiesų buvo turtingesnė planetomis.

„Mūsų rezultatai rodo, kad dauguma literatūroje modeliuojamų nestabilumo scenarijų greičiausiai neatkuria tikslios įvykių sekos, reikalingos paaiškinti visoms Saulės sistemos ypatybėms“, – rašė tyrėjai.