Планеты в ритме древней гармонии: стало известно, как орбитальный резонанс мог изменить историю Солнечной системы
Новое исследование рисует интригующую картину юности нашей планетной семьи. Согласно расчетам ученых из Университета Цинхуа, внутренние каменистые миры – Венера, Земля, Марс и гипотетическая планета Тея (столкновение которой с Землей, предположительно, породило Луну) – изначально двигались в космической гармонии. Их орбиты подчинялись точному ритму (орбитальному резонансу), сообщает Live Science.
Подобный «танец» планет, когда их периоды обращения соотносятся как целые числа (2:3 или 3:4), возникает в молодых системах, формирующихся внутри газопылевых дисков. Газовое трение часто заставляет планеты мигрировать внутрь, сближая их орбиты до состояния резонанса. Хотя сегодня планеты Солнечной системы не расположены в строгом резонансе (только Венера и Марс близки к соотношению 3:1), ученые давно предполагали, что в прошлом ситуация могла быть иной.
Китайские астрофизики провели компьютерное моделирование. Они воссоздали раннюю Солнечную систему с Юпитером и Сатурном, расположенными ближе друг к другу, чем сегодня, и четырьмя каменистыми планетами: Венерой, прото-Землей, Теей и Марсом (Меркурий, вероятно, сформированный позже в столкновениях, не учитывался). Результаты оказались поразительными: в большинстве симуляций эти четыре мира быстро входили в статичный резонансный ритм 2:3:4:6, сохраняя его миллионы лет.
Затем моделирование включило главное событие – «гигантскую планетарную нестабильность». Примерно 4,4 млрд лет назад, по мере рассеивания протопланетного газа, Сатурн, Уран и Нептун начали мигрировать наружу. В симуляциях этот сдвиг гигантов вызвал гравитационный хаос во внутренней системе.
Примерно в половине случаев результат удивительно точно соответствовал нынешней конфигурации: включая столкновение Теи с Землей и почти резонансное соотношение Венеры и Марса (3,05:1) – возможный отголосок их древней гармонии.
Воспроизведение текущей картины при стартовом резонансе означает, что каменистые планеты сформировались рано – в первые 10 млн лет жизни Солнечной системы, когда газовый диск был еще плотным. Это на десятки миллионов лет раньше, чем показывали некоторые модели.
Полезно знать
Ученые предполагают, что Венера, избежавшая гигантских столкновений, как Земля и Марс, хранит в своей мантии нетронутые образцы вещества ранней Солнечной системы. Будущие миссии смогут это проверить.
