Каменистые планеты нашей Солнечной системы с их относительно стабильными орбитами и умеренным климатом (по крайней мере, для Земли) образуют хрупкий космический баланс. Но что произойдет, если этот баланс будет нарушен появлением суперземли? Именно этот увлекательный вопрос исследовали ученые-планетологи Эмили Симпсон и Говард Чен, смоделировав альтернативную версию нашей Солнечной системы.

Их выводы очевидны: появление такой планеты вызвало бы гравитационные катастрофы, которые сделали бы жизнь на Земле намного сложнее, а то и вовсе невозможной.

Суперземля, таинственно отсутствующий гигант

В нашей галактике Млечный Путь суперземли являются одним из самых распространенных типов планет. Это каменистые миры, которые больше Земли, но меньше Нептуна. Странно, но в нашей Солнечной системе их нет. Почему так? Ответ, вероятно, кроется в уникальном способе формирования планет в нашей системе.

В юности диск газа и пыли, окружающий Солнце, породил планеты-гиганты (такие, как Юпитер и Сатурн) и каменистые миры (такие, как Земля и Марс). Если бы газовые гиганты были немного меньше, то в пространстве между Марсом и Юпитером могло бы остаться достаточно материала, чтобы сформировать суперземлю. Однако этого не произошло.

Однако отсутствие суперземли в нашем космическом соседстве может стать хорошей новостью. Введя в моделирование гипотетическую планету такого типа, исследователи заметили, что подобный мир вызвал бы масштабные возмущения на орбитах каменистых планет, серьезно изменив их климат и сделав жизнь на Земле гораздо менее вероятной.

Гравитационный хаос: от экстремальных сезонов до катастрофы

Суперземля обладает огромной гравитацией, оказывающей непосредственное влияние на орбиты соседних планет. В своих симуляциях ученые представили гипотетическую суперземлю по прозвищу Федра, масса которой варьируется от немного большей, чем у Земли, до в 20 раз массивнее. Результаты говорят сами за себя: чем больше планета, тем разрушительнее ее последствия.

Нестабильные орбиты: под влиянием суперземли орбиты Земли, Марса и Венеры стали бы эксцентричными (более вытянутыми) или наклонными. Эти нестабильные траектории приведут к тому, что периоды близости к Солнцу будут сменяться периодами большого расстояния, создавая экстремальные климатические колебания. Хаотичные сезоны: холодные зимы сменяются невыносимой жарой. В некоторых случаях такие колебания могут даже ввергнуть планеты в ледниковый период или длительные периоды засухи.

Всему живому на Земле придется приспосабливаться к быстрым и жестоким изменениям, что крайне затруднит эволюцию и экологическую стабильность. Худшие сценарии: при наличии очень массивной суперземли (в 10-20 раз больше Земли) или очень эксцентричной орбиты Земля может быть вообще выброшена из Солнечной системы или попасть в настолько хаотичные климатические условия, что жизнь станет невозможной. Однако в более умеренных сценариях (например, планета немного массивнее Земли) возмущения будут менее серьезными. Земля могла бы оставаться пригодной для жизни, но в гораздо более экстремальных условиях, с более жарким летом и более суровой зимой.

Что это говорит нам об обитаемости экзопланет

Эти симуляции не только позволяют по-новому представить нашу Солнечную систему, но и дают ценные сведения о планетарных системах, которые мы наблюдаем в других частях Галактики. Многие экзопланеты, расположенные в пригодных для жизни зонах (где может существовать жидкая вода), сосуществуют с суперземлями. Если эти крупные планеты нарушат орбиты своих соседей, климат этих потенциально пригодных для жизни миров, скорее всего, будет гораздо менее стабильным, чем на Земле.

Это может ограничить шансы на развитие жизни в таких условиях. Поэтому нынешняя конфигурация нашей Солнечной системы с четырьмя каменистыми планетами, удаленными от газовых гигантов, представляется большой редкостью. Этот хрупкий баланс, ограничивающий гравитационные возмущения, мог стать ключом к возникновению и процветанию жизни на Земле.

источник