Земля та інші планети колись мали різні орбітальні траєкторії і виникли раніше, ніж це було прийнято вважати.

Астрономи виявили, що мільярди років тому кам'янисті планети нашої Сонячної системи рухалися в орбітальному резонансі навколо Сонця, якого більше не спостерігається сьогодні.

Чотири кам'янисті світи Сонячної системи, серед яких Земля та давно зниклий світ, на початкових етапах формування системи оберталися навколо Сонця у визначеному ритмі, як виявило нове дослідження, опубліковане в журналі The Astrophysical Journal. Дослідники також встановили, що планети земної групи виникли раніше, ніж вважали астрономи, повідомляє Live Science.

У Фокус. Технології запустили свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших та найцікавіших новин з галузі науки!

Орбітальний резонанс – це явище, коли дві або більше планет рухаються навколо зірки, впливаючи гравітаційно одна на одну. Це явище виникає, коли їхні орбітальні періоди співвідносяться як малі цілі числа. Наприклад, якщо одна планета робить один оберт, а інша – три оберти за той же проміжок часу, це і є орбітальний резонанс. Він може призводити як до стабілізації, так і до дестабілізації орбітальних траєкторій планет.

Попередні дослідження вказували на те, що на ранніх стадіях формування планет вони можуть перебувати в стані орбітальних резонансів, які можуть зберігатися протягом мільярдів років. Орбітальний резонанс виникає між планетами, що формуються в газопиловому диску, який оточує молоді зірки, відомий як протопланетний диск. У результаті близького проходження планет одна до одної, їхні орбіти можуть синхронізуватися в резонансному режимі.

На даний момент у планет Сонячної системи відсутній орбітальний резонанс, що означає, що їхні орбіти не співвідносяться одна з одною через прості дробові співвідношення. Найближчими до орбітального резонансу є Венера та Марс, їхнє співвідношення орбітального руху дорівнює приблизно 3,05 до 1.

Попередні дослідження виявили, що більше ніж 4,5 мільярда років тому, коли формувалася Сонячна система, Юпітер і Сатурн перебували в орбітальному резонансі. Однак близько 4,4 мільярда років тому цей процес завершився, коли Сатурн, Уран і Нептун почали віддалятися від Сонця.

Досі ніхто не вивчав, чи був у минулому орбітальний резонанс у планет земної групи, розташованих ближче до Сонця. Понад 10 років тому вчені припустили, що планети земної групи могли утворитися, коли протопланетний диск був ще багатий на газ, приблизно через 10 мільйонів років після зародження Сонячної системи. Це означає, що планети земної групи, можливо, перебували в орбітальному резонансі.

Для перевірки своєї теорії, автори нового дослідження розробили комп'ютерні моделі, які відтворюють молодий етап існування Сонячної системи. У кожній з цих моделей були включені Юпітер і Сатурн, а також чотири кам'янисті планети: Земля, Венера, Марс і Тейя. Остання — це давно зникла планета, яка, за припущеннями, зіткнулася з Землею, що призвело до формування Місяця. Оскільки вважається, що Меркурій виник в результаті потужних зіткнень, вчені вирішили не включати його в моделі.

У всіх досліджуваних моделях вчені розташували Сатурн ближче до Юпітера, ніж це є на сьогодні, і ініціювали формування кам'янистих планет шляхом накопичення твердої речовини. Більшість з цих моделей свідчать про те, що на ранніх етапах свого існування, протягом приблизно мільйона років після формування, Венера, Земля, Тейя та Марс перебували в орбітальному резонансі в співвідношенні 2:3:4:6.

Після цього вчені створили модель потенційного орбітального руху планет протягом наступних 100 млн років, враховуючи гравітаційний вплив цих світів один на одного. Але через 10 млн років учені змусили Сатурн переміщатися далі від Сонця. Дослідження показало, що величезні зовнішні планети можуть сильно дестабілізувати орбіти внутрішніх планет

Дослідження продемонструвало, що встановлені параметри моделювання відображають сучасний орбітальний рух планет земної групи приблизно в половині випадків. Існує припущення, що співвідношення орбітальних періодів Венери та Марса, яке становить 3,05:1, є спадком давнього орбітального резонансу.

Астрономи також встановили, що кам'янисті планети, які належать до земної групи, сформувалися в перші 10 мільйонів років після виникнення Сонячної системи. Це щонайменше на 20 мільйонів років раніше, ніж вважають сучасні теорії. Дослідники впевнені, що справжній вік внутрішніх планет нашої системи можна визначити, вивчаючи мантію Венери, яка не зазнала значних ударів.

Як повідомляв Фокус, науковці успішно відтворили першу хімічну реакцію, що відбулась у Всесвіті. Це дослідження вказує на те, що взаємодії гідриду гелію з нейтральним воднем і дейтерієм відігравали значно важливішу роль у хімічних процесах раннього Всесвіту, ніж було припущено раніше.

Також Фокус писав про те, що космічний апарат, який вивчатиме супутники Юпітера і шукатиме позаземне життя, використовував знаменитий кратер на Місяці для перевірки приладів.