Отдавна учените подозират, че нещо не се връзва съвсем в орбитите на осемте планети в нашата Слънчева система и техните стотици луни.

Ново изследване разглежда внимателно тези несъответствия, като сравнява над 100 симулации на ранната история на нашия космически квартал.

Астрономите стигат до извода, че във външната част на Слънчевата система някога може да са кръжали две допълнителни планети гиганти.

Според публикация в Live Science, тези изгубени светове вероятно са пренаредили орбитите на останалите планети, преди да бъдат изхвърлени в междузвездното пространство.

Младата Слънчева система е претърпявала постоянни промени

Едно от тези кардинални преформатирания, известно като „нестабилност на планетите гиганти“, вероятно е накарало най-големите обекти – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, да мигрират от първоначалните си позиции и да се отдалечат от Слънцето.

Тази миграция, предложена за първи път през 2005 г. от астрономи от Ница (Франция) в рамките на така наречения „Модел от Ница“, най-вероятно е започнала поради твърде близки срещи между планетите и остатъците от градивните блокове на системата – планетезимали.

По-късни модификации на модела от 2011 г. предполагат, че в тази динамика е участвала и пета планета гигант. Тя в крайна сметка е била изхвърлена извън нашия космически дом заради гравитационни сблъсъци със съседите си.

За тази изчезнала планета обаче се знае малко.

За да научат повече, авторите на новото изследване „систематично тестваха влиянието на близките срещи на планетите гиганти върху орбиталната стабилност на техните спътници“, обяснява Матю Клемънт, научен сътрудник в Лабораторията за приложна физика към университета „Джонс Хопкинс“.

Пренавиване на космическата история

За своя анализ изследователите са използвали компютърни модели на ранната външна Слънчева система. Всеки модел е проследявал траекториите на планетите гиганти и хиляди планетезимали в продължение на 20 милиона години.

От база данни със 100 000 такива модела екипът е избрал 122 симулации. Финалната им конфигурация наподобява сегашното разположение на планетите гиганти.

Около две пети от тези модели са стартирали с пет планети гиганти, а останалите – с шест.

След това екипът е „превъртял“ тези симулации, като е включил и спътниците на планетите.

Симулациите показват, че допълнителната планета (или планети) се е движила като топка за пинг-понг между съседите си, преди да бъде окончателно изхвърлена от системата.

Моделирането обаче разкрива и неочакван резултат: спътниците на Юпитер са оставали стабилни предимно в симулации с два допълнителни ледени гиганта, докато спътниците на Уран са запазвали стабилност в случаите само с една допълнителна планета.

Изглежда, че луните на Юпитер и Уран са оцелели при напълно различни събития

Учените отбелязват, че трите големи спътника на Юпитер – Йо, Европа и Ганимед – днес се намират в сложен резонанс 1:2:4. Това означава, че Йо прави четири обиколки около Юпитер за всеки две на Европа и една на Ганимед.

Този прецизно балансиран танц предполага, че спътниците на Юпитер са останали почти недокоснати от формирането си, което подкрепя хипотезата за съществуването на два допълнителни ледени гиганта.

Планетарен пинг-понг

Докато са се движили хаотично между газовите гиганти и Уран, тези допълнителни планети вероятно са дестабилизирали спътниците на Уран, карайки ги да се сблъскват помежду си.

Такива сблъсъци биха фрагментирали частично луните и биха изпарили летливи вещества като лед, който впоследствие отново се е натрупал върху отломките.

Това би могло да обясни защо спътникът на Уран, Миранда, има 50% повече лед от останалите луни на планетата, предполагат учените.

Това обаче не е единственият възможен сценарий. Две от симулациите са дали вариант, подобен на днешната Слънчева система, в който спътниците и на Юпитер, и на Уран са преживели една и съща нестабилност заедно.

В тези случаи е участвала само една допълнителна ледена планета. Ще бъдат необходими допълнителни симулации, за да се определи със сигурност дали става въпрос за един, или за два ледени гиганта.

За изчезналите планети може да се каже малко, освен за тяхната маса.

В сценариите с пет гиганта допълнителната планета е имала маса, подобна на тази на Нептун. В случаите с шест планети двете допълнителни са имали маса някъде между тази на Земята и Нептун, което ги класифицира като „суперземи“.

Въпреки че учените не планират активно да търсят тези избягали планети, те ще продължат да изучават спътниците на Уран, за да открият следи от тогавашните катаклизми.