Kopš Kopernika zinātnieki lēnām attālina Zemi no tās iepriekš noteiktā "Visuma centra". Tagad zinātnieki atzīst, ka Saule ir parasta zvaigzne, ne pārāk karsta, ne pārāk auksta, ne pārāk spoža, ne pārāk blāva, kas atrodas nejaušā vietā parastajā spirālveida galaktikā. Tātad, kad Keplera teleskops sāka medīt planētas 2009. gadā, zinātnieki gaidīja, ka atradīs planētu sistēmas, kas atgādinās mūsu Saules sistēmu.
Tā vietā Keplers atklāja planētu veidus, kuru trūkst mūsu Saules sistēmā. Izrādījās, ka ir daudz vairāk eksoplanētu, nekā mēs domājām: no "karstajiem Jupiteriem" (planētas, kas ir Jupitera lieluma) līdz "superzemēm" (masīvām cietām planētām, kas ir lielākas nekā mūsu pašu). No 1 019 apstiprinātajām planētām un 4 178 kandidātiem, kas līdz šim atklāti, tikai viena sistēma atgādina mūsu pašu: ar zemes planētām zvaigznes tuvumā un milzu planētām nedaudz tālāk.
"Mums nav ne jausmas, kāpēc mūsu Saules sistēma ir atšķirīga, un mēs gribētu saņemt atbildi," žurnālam Astrobiology pastāstīja planētu zinātnieks Kevins Valšs no Kolorado Dienvidrietumu pētniecības institūta.
Mēģinot salīdzināt Sauli un tās planētas ar Keplera atklātajām jaunradītajām zvaigžņu sistēmām, astronomu pāris izteica domu, ka mūsu Saules sistēmā varētu būt ietvertas pat četras planētas, kas mūsu jaunībā riņķo tuvāk Saulei nekā Venera, un ka tikai pēc dzīvsudraba izdzīvoja pēc virknes katastrofālu sadursmju. …
“Viena no mūsu saules sistēmas problēmām ir tā, ka pēc Keplera standartiem dzīvsudrabs ir pārāk tālu no saules,” sacīja planētu zinātniece Katrīna Volka no Britu Kolumbijas universitātes.
Vilks un viņas kolēģis Brets Gladmans no tās pašas universitātes ierosināja, ka dzīves sākumā lielāko daļu zvaigžņu ieskauj "blīvi iesaiņotu iekšējo planētu sistēmas" (STIP). Laika gaitā sadursmes iznīcina daudzas no šīm planētām, atstājot tās tuvu 5-10% no šodien novērotajām zvaigznēm.
Bet, kaut arī tikai nedaudzās novērotajās sistēmās ir STIP, Vilks uzskata, ka tās kādreiz guva virsroku - un saule varētu būt viena no šādām sistēmām, kuru sākotnējās iekšējās planētas tika iznīcinātas.
“Ja STIP veidotos viegli, varētu būt iespējams tos atrast ap visām zvaigznēm, pēc tam 90% no tām tika iznīcinātas,” saka Vilks.
Reklāmas video:
Walsh nebija iesaistīts šajā pētījumā, bet atzinīgi vērtē Vilka darbu, saskaņojot Saules sistēmu ar citām planētu sistēmām, izmantojot modeļus, lai meklētu neredzamas planētas, kas varētu būt bijušas pagātnē.
“Mēs varam teikt, ka mēs par to nekad neesam domājuši. Mēs vienmēr esam centušies saskaņot planētas, kuras mēs redzējām, bet ne tās, kuras mēs neredzējām. Tagad mēs to redzam ap citām zvaigznēm, tāpēc tas ir labs jautājums."
Vilks un Gladmans saprata, ka neliels skaits STIP var parādīt, kāpēc mūsu Saules sistēma ir tik atšķirīga. Zinātnieku pāris paņēma 13 Keplera novērotās sistēmas, kas satur vairāk nekā četras iekšējās planētas, un veica 10 miljonus gadu ilgu to simulāciju. Desmit reizes mazākās planētas piedzīvoja vardarbīgas sadursmes, kas mainīja planētas sistēmas struktūru. Pēc zinātnieku domām, paliekas, visticamāk, saglabāsies stabilas vairāk nekā 10 miljonus gadu.
Pēc tam komanda ilgajā laikā vadīja vēl vienu simulāciju sēriju, lai saprastu, kā sistēmas attīstījās, tām kļūstot stabilākām un kā laika gaitā tika sadalītas sadursmes. Viņi atklāja, ka puse sistēmu sadūrās, bet iepriekš nebija parādījušas nekādas katastrofas pazīmes. Sadursmju sistēmas gandrīz visu mūžu bija stabilas, pirms planētas sāka sadurties viena ar otru.
Modelēšana parādīja, ka pēc 5 miljoniem gadu aptuveni 5-10% no parauga STIP joprojām nesasniedza stabilitāti. Tā kā STIP tika novēroti tikai 5-10% no Keplera novērotajām planētu sistēmām, tas varētu nozīmēt, ka viņi visi ir dzimuši ar STIP, bet 90% STIP tika iznīcināti līdz brīdim, kad Keplers tos novēroja.
“Ja katrai zvaigznei reiz būtu STIP sistēma, tas nozīmētu, ka mēs (modes dizaineri) to līdz planētu pastāvēšanai vienkārši neizveidojām,” saka Valšs. - Mēs vienmēr esam centušies veidot modeļus, lai iegūtu mūsu četras cietās planētas, ignorējot iespēju, ka trīs līdz piecas planētas Merkūra orbītā veido vēl vairāk Zemes. Tas būtu pārsteidzoši!.
Ja viss būtu tā, Zeme pārstātu būt savāds izņēmums no planētas veidošanās noteikumiem, kā liecina nejauši novērojumi. Tā vietā tas būtu lieliski piemērots un tā eksistencei nebūtu vajadzīgs īpašs skaidrojums. Ja Saules sistēma un līdz ar to arī zeme ir reti sastopama, tas varētu ietekmēt dzīvības izplatību Visumā; bet, ja tas seko parastajiem planētu sistēmu veidošanās procesiem, tad tajā nebūs nekas tik neparasts.
Dzīvsudrabs jau sen ir planētu zinātnieku problēma. Papildus tam, ka Merkurs ir tālāk no Saules nekā vairums planētu, kuras redz Keplers, Merkurs ir blīvi pildīts ar smagiem elementiem. Viena hipotēze attiecībā uz tās dīvaino sastāvu ietver sadursmi, kas no planētas noņēma vieglu garoza un aiz sevis atstāja blīvu dzelzs slāni.
Tajā pašā laikā Saules sistēmas modeļi atdeva pārāk daudz materiāla, lai tikai izskaidrotu Merkuru. Lai veidotu vienu planētu, kas riņķo ap Dzīvsudrabu, simulācijām ir nepieciešama neparasta sprauga - mākslīga robeža - putekļos, kas ieskauj jauno Sauli un kas stiepjas gandrīz pusceļā līdz Zemes pašreizējai orbītāi. Ja plaisa stiepās līdz zvaigznei, kā uzskata lielākā daļa zinātnieku, šajā diskā jābūt pārāk daudz materiāla.
Ja lielākajā daļā planētu sistēmu to veidošanās laikā bija STIP, iespējams, ka arī jaunajai Saules sistēmai tāda bija. Pēc Vilka teiktā, šāds scenārijs likvidētu vajadzību pēc mākslīga sprauga iekšējā diska un izskaidrotu ar dzelzi bagātu planētu. Sadursmes ļautu iegūt arī blīvo Merkura sastāvu.
Lai pārbaudītu šo iespēju, Vilks un Gladmans veica simulācijas, kas pievienoja četras planētas ar Mēness masu un riņķoja ap mazāk nekā pusi no attāluma no Zemes līdz Saulei. Neraugoties uz sadursmēm, kas notika starp viņu cietajiem kaimiņiem, šīs planētas 500 miljonu gadu laikā nebūtu ietekmējušas Venēras, Zemes un Marsa veidošanos. Keplers nonāca pie šī scenārija pirmo simulāciju laikā.
“Nav nekas neparasts, ja ir pāris nestabilas planētas, un pārējās neko nejūt,” saka Vilks.
Kad mazās iekšējās planētas sadūrās viena ar otru, tās saskārās ar vienu no diviem likteņiem. Dažos gadījumos sadursmju planētu masa tika izšauta, bet pēc tam konsolidēta vairākos ķermeņos. Citos iznīcinošākos scenārijos palika mazāk nekā 10% no sākotnējās masas, bet pārējais eksplodēja mazos gabaliņos, spirālveidīgi virzoties uz zvaigzni vai citām planētām. Atšķirība bieži ir atkarīga no tā, cik ātri planētas pārvietojas, saduras viena ar otru; tāpat kā automašīnas sadursmē, liels ātrums noved pie lielas iznīcības.
Kaut arī citi Keplera novērojumi par STIP sistēmām parādīja, ka trīs vai vairāk lieli ķermeņi tika apvienoti vienā vai divās īslaicīga laika planētās, mūsu Saules sistēma acīmredzot nogrima līdz galam. Mums ir palicis tikai viens izdzīvojušais.