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