Гравитационная драма: как пролетающая мимо планета перекроила Солнечную систему

Солнечная система, возраст которой составляет 4,6 миллиарда лет, демонстрирует следы динамичного прошлого, где планеты не всегда оставались на своих нынешних орбитах. Астрономы предполагают, что это могло быть вызвано визитом межзвездного объекта в далеком прошлом, что и привело к текущему расположению планет.

Плоскости орбит планет в Солнечной системе не совпадают: каждая из них имеет свой уникальный наклон. Например, орбита Меркурия наклонена на семь градусов, Марса — на менее чем два, Юпитера — на чуть более одного, а Сатурна — на два с половиной градуса. Кроме того, орбиты планет имеют эллиптическую форму.

Астрофизики из Университета Торонто и Университета Аризоны отметили, что такие особенности указывают на прошедшие гравитационные возмущения. Ученые поясняют, что первоначально планеты формировались в протопланетном диске на круглых орбитах, вращаясь в плоскости солнечного экватора. Если бы не внешние воздействия, это состояние сохранилось бы до сих пор.

Традиционно, динамика планет объясняется внутренними взаимодействиями, и одной из наиболее принятых теорий является модель Ниццы. Она предполагает, что на окраинах системы изначально находился массивный пояс объектов, который сдвигал орбиты газовых гигантов.

Тем не менее, авторы нового исследования утверждают, что существующие теории не полностью объясняют текущее состояние системы. Они предположили, что внешние факторы могли сыграть роль в формировании орбит планет.

Ранее выдвигалась гипотеза о том, что другая звезда могла пролететь близко к Солнечной системе, нарушая её гравитационное равновесие. Исследователи рассмотрели альтернативный сценарий — влияние не звезды, а планеты или коричневого карлика. Коричневые карлики — это объекты, масса которых превышает 13 масс Юпитера, и в них могут происходить слабые термоядерные реакции.

Ученые моделировали различные сценарии прохождения межзвездного объекта и пришли к выводу, что возможен был пролет объекта массой от двух до 50 масс Юпитера на гиперболической траектории на расстоянии до 20 астрономических единиц от Солнца. Самым вероятным считается сценарий с объектом массой в восемь Юпитеров, пролетевшим на расстоянии 1,69 астрономических единиц от Солнца.

Эти гипотезы становятся более правдоподобными с учетом недавних открытий, таких как межзвездные объекты Оумуамуа и комета Борисова, а также существование свободноплавающих планет, не связанных со звездами.

Уточнения

Со́лнечная систе́ма — планетная система, включающая в себя центральную звезду Солнце и все естественные космические объекты на гелиоцентрических орбитах. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд лет назад.