- Источник:
- Getty Images
Ученые из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) описали возникновение Урана и Нептуна. Это произошло на расстоянии в несколько раз ближе к Солнцу, чем они находятся сейчас. Новое моделирование показало, что самые дальние планеты мигрировали изнутри нашей системы на свою «окраину» и по пути подвергались экстремальной бомбардировке, в результате чего прирастали массой. Причем Нептун, скорее всего, был ближе к Солнцу, чем Уран, и послужил «щитом» для него.
«Модель Ниццы»
Ледяные гиганты Солнечной системы — Уран и Нептун — вращаются на своих удаленных орбитах столько, сколько человечество исследует космос, однако они не всегда находились там. По одной из версий ученых, они формировались во внешней области системы, откуда пришли на свое нынешнее место. Но у этой гипотезы есть недостатки: предыдущие опыты моделирования показали, что плотности материи во внешних регионах Солнечной системы было бы недостаточно, чтобы образовать столь гигантские планеты стандартным методом аккреции — приращения материи на ядро.
Поэтому появилась противоположная гипотеза, согласно которой, Уран и Нептун сформировались внутри системы — ближе к Солнцу. Эта версия описана в знаменитой «модели Ниццы» (разработана в обсерватории Лазурного Берега в Ницце), по которой Уран и Нептун вместе с Юпитером и Сатурном начинали свое существование всего в 5,5–17 а.е. от Солнца и очень близко друг к другу. (На данный момент Нептун находится в 30 а.е. от нашей звезды.)
Предполагается, что какое-то хаотическое событие заставило эти планеты буквально «разлететься» в стороны от Солнца и друг от друга на дальние орбиты. И произошло это задолго до того, как протопланетный диск окончательно рассеялся, то есть завершилось формирование планет и молодой звезды.
До 3 столкновений в час
В новом исследовании астрономы смоделировали формирование Урана и Нептуна по модели Ниццы и обнаружили, что если они действительно образовывались близко к Солнцу, то во время миграции от него в них постоянно врезались ледяные объекты — планетезимали, за счет чего увеличивалась масса будущих гигантов.
«Область диска, из которой ледяные гиганты накопили материал на этой фазе своей эволюции, ранее не была идентифицирована. Мы обнаруживаем, что Уран и Нептун подвергаются экстремальной бомбардировке, при этом частота столкновений достигает ~3 в час», — сообщают авторы .
По мнению ученых, эта «бомбардировка» продолжалась до миллиона лет и создавала достаточную аккрецию вещества, чтобы планеты стали такими, какими мы их сегодня видим. При этом она не только увеличивала их массу, но и обогащала атмосферу и обеспечивала тепловую эволюцию планет.
Модель также показала, что Нептун, вероятно, на начальном этапе находился ближе к Солнцу, чем Уран. Это объясняет, почему он накопил больше вещества — Нептун стал щитом для Урана, приняв на себя бо́льшую часть планетезималей. Позже обе планеты аккрецируют уже на примерно одинаковом расстоянии от Солнца — 22–26 а.е. А в финале оказываются на соседних орбитах.
Финал, по словам ученых, условный, потому что Солнечная система только кажется нам устоявшейся и стабильной. На самом деле, говорят эксперты, ее вид множество раз менялся с момента рождения Солнца и еще не раз изменится по мере старения звезды. Успокаивает то, что у нас в запасе есть несколько миллиардов лет.
Ранее астрофизики разобрались, какие из планет выживут после смерти Солнца и есть ли шансы у Земли.
