Суперкомпьютер разрушил главную теорию зарождения Солнечной системы

Солнечная система сегодня кажется нам эталоном космического порядка: планеты веками вращаются по предсказуемым орбитам в одной плоскости. Однако в период своего формирования она напоминала бильярдный стол.

Самая авторитетная на сегодняшний день гипотеза развития того периода — модель Ниццы — утверждает, что изначально в нашей системе было на две планеты больше. Но новая проверка этой теории, опубликованная в журнале Icarus, выявила серьезное противоречие, которое заставляет ученых пересмотреть историю нашего космического дома.

Шесть гигантов вместо четырех

Модель Ниццы, сформулированная в 2005 году, отлично объясняет многие странности нашей системы: от траекторий троянских астероидов Юпитера до эпохи Поздней тяжелой бомбардировки, когда на Луну и Землю обрушился град метеоритов. Согласно современным модификациям этой теории, на заре зарождения вокруг Солнца вращались не два ледяных гиганта (Уран и Нептун), а четыре или пять.

Когда планеты-гиганты начали мигрировать сквозь остаточный диск из космического мусора, их гравитационные поля вступили в жесткий резонанс. Начался масштабный хаос, в ходе которого две «лишние» планеты были навсегда выброшены за пределы Солнечной системы в межзвездное пространство. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун при этом заняли свои привычные места.

Спутники Урана против компьютерных моделей

Группа исследователей под руководством астрофизика Мэтью Клемента решила проверить модель Ниццы на более детальном, «гранулярном» уровне. С помощью суперкомпьютера они смоделировали полный спектр сценариев изгнания планет, чтобы посмотреть, как этот гравитационный апокалипсис повлиял на спутниковые системы Юпитера и Урана.

Результаты симуляций оказались неожиданными. Выяснилось, что в подавляющем большинстве сценариев бурное выселение планет полностью дестабилизирует луны Урана. Гравитационные возмущения приводили к масштабным изменениям орбит, выбросу лун в открытый космос и их неизбежным столкновениям друг с другом. Луны Юпитера перенесли этот период гораздо легче, но сохранить обе спутниковые системы в их нынешнем виде компьютерам удалось лишь в одном крайне маловероятном сценарии.

Три пути для астрономии

По мнению авторов работы, текущее спокойное состояние спутников Урана оставляет науке всего три возможных объяснения:

1. Модель Ниццы неверна или неполна. Воссоздать с точностью до деталей события давностью 4 мдрд лет сложно, и модель требует серьезной доработки.
2. Солнечной системе невероятно повезло. Она пошла по уникальному, практически невозможному пути эволюции, при котором Уран чудом избежал близких контактов с другими гигантами.
3. Нынешние луны Урана — это «второе поколение». Старые спутники были уничтожены в ходе космического хаоса, а текущие сформировались заново из обломков. Если это так, то Уран пережил как минимум две глобальные катастрофы: первую, которая повернула планету на бок, и вторую, разрушившую его первые луны.

Исследование показывает, что путь к пониманию эволюции нашей планетной системы еще далек от завершения. Древние луны окраинных планет оказались строгими судьями для современных космогонических теорий.