Американские и канадские ученые с помощью компьютерного моделирования доказали, что для формирования Солнечной системы были необходимы уникальные условия, и она представляет собой совершенно особый случай среди других планетных систем. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Большинство прежних теоретических моделей, объясняющих формирование Солнечной системы из протопланетного газопылевого диска, строились на предположении, что наша система является "средней" во всех отношениях.
В последние десятилетия было открыто около 300 экзопланет - планет, обращающихся вокруг других звезд. Обобщив эти данные, астрономы из американского Северо-Западного университета (штат Иллинойс) и канадского университета Гуэлф, пришли к выводу, что Солнечная система является во многом уникальным случаем и что для ее формирования нужны совершенно особые условия.
"Солнечная система была рождена в особых условиях, чтобы стать тем спокойным местом, которое мы видим. Огромное большинство других планетных систем не соответствовало в момент появления этим особым условиям и очень сильно отличаются", - говорит ведущий автор исследования, профессор астрономии Фредерик Расио (Frederic Rasio), слова которого цитируются в пресс-релизе Северо-Западного университета.
Астрономы впервые создали компьютерную модель всего процесса формирования планетной системы с начала до конца - с образования газопылевого диска, который остается после формирования центрального светила, до появления полноценных планет.
До 1990-х годов планеты Солнечной системы были единственными, которые были известны, и астрономы не имели оснований считать нашу систему чем-то необычным, но после открытия экзопланет ситуация изменилась.
"Теперь мы знаем, что другие планетные системы совсем не похожи на Солнечную систему", - говорит ведущий автор исследования, профессор астрономии Фредерик Расио (Frederic Rasio) из Северо-Западного университета.
"Форма орбит экзопланет вытянутая, а не круговая. Планеты оказываются не там, где мы ожидаем их увидеть. Многие подобные Юпитеру планеты-гиганты, известные как "горячие юпитеры", оказываются так близко к звездам, что обращаются вокруг них за несколько дней. Очевидно, нам необходимо освежить наши представления о процессе формирования планет в связи с тем огромным разнообразием планет, которое мы видим теперь", - добавляет Расио.
Моделирование показало, что газовый диск, из которого образуются планеты, безжалостно толкает их к центральной звезде, из-за чего они могут сталкиваться друг с другом. Среди растущих планет идет жесткая конкуренция за газ, в результате этого хаотического процесса появляется большое разнообразие масс планет. По мере сближения планет друг с другом, они часто попадают в гравитационный резонанс, что превращает их орбиты в эллиптические. Некоторые планеты в результате могут быть выброшены из планетной системы в космос.
"Такая бурная история оставляет очень мало шансов для образования спокойной Солнечной системы, подобной нашей, и наши модели подтверждают это. Должны быть точно соблюдены определенные условия, чтобы солнечная система появилась", - говорит ученый.
Слишком массивный газовый диск, например, приводит к появлению "горячих юпитеров" и тел на эллиптических орбитах. Слишком легкий диск - к образованию "ледяных гигантов", подобных Нептуну, с небольшим содержанием газа.
"Теперь мы лучше понимаем процесс формирования планет и можем объяснить свойства странных экзопланет, которые мы наблюдаем. Мы также знаем, что наша Солнечная система - особенная, и понимаем, что делает ее особенной", - сказал Расио.
