|
Исследование альтернативной солнечной системы
|
|
|
|
Эмили Симпсон полюбила космос с тех пор, как в 10-летнем возрасте праздновала свой день рождения в планетарии. Недавно окончившая Флоридский технологический институт, она не только получила двойную степень в области планетологии, астрономии и астрофизики, но и опубликовала результаты своих исследований. Она составила карту "альтернативной судьбы" нашей солнечной системы, если бы вместо существующего пояса астероидов между Марсом и Юпитером находилась дополнительная планета.
|
|
|
|
Статья Симпсона "Как планета, расположенная между Марсом и Юпитером, может влиять на внутреннюю часть Солнечной системы? Влияние на движение по орбите, наклон и эксцентриситет" была опубликована в журнале Icarus, посвященном публикациям исследований, связанных с изучением Солнечной системы. Он был написан в соавторстве с ее научным руководителем, доцентом кафедры планетологии Говардом Ченом.
|
|
|
|
Они разработали 3D—модель, которая имитирует, как орбитальная архитектура Солнечной системы могла бы эволюционировать по-другому с образованием планеты, масса которой по меньшей мере вдвое превышает массу Земли — суперземли - вместо пояса астероидов.
|
|
|
|
"Что, если бы пояс астероидов вместо того, чтобы образовывать кольцо из более мелких астероидов, как это происходит сегодня, образовал планету между Марсом и Юпитером?" - спросил Симпсон. "Как бы это повлияло на внутренние планеты, в частности на Венеру, Землю и Марс?"
|
|
|
|
|
|
|
По словам Чена, с момента открытия первой экзопланеты в 1992 году исследователи задавались вопросом, насколько распространены солнечные системы — группы планет, вращающихся вокруг звезды, — а также сколько из этих планетных систем похожи на нашу солнечную систему. Он сказал, что наша солнечная система редка; большинство планетных систем более компактны, чем наша, и многие системы содержат планеты, похожие на сверхземли.
|
|
|
|
Понимание того, как изменилась бы обитаемость внутренних планет нашей Солнечной системы — Меркурия, Венеры, Земли и Марса, если бы напротив Марса была Суперземля, может помочь астробиологам в исследовании того, какие планетные системы могут быть способны поддерживать жизнь, считают исследователи.
|
|
|
|
В своем исследовании Симпсон предложила пять различных потенциальных масс планет, которые варьируются от 1% массы Земли до 10 масс Земли. Для каждой массы она смоделировала орбиту за 2 миллиона лет, чтобы определить, какое влияние на архитектуру нашей Солнечной системы окажет каждая масса. В частности, она отслеживала изменения наклонов других планет — насколько сильно планета наклонена вокруг своей оси — и эксцентриситетов — насколько орбита планеты отклоняется от истинной окружности.
|
|
|
|
Наклон влияет на интенсивность изменения температуры в любое время года: больший наклон создает более интенсивные температуры, в то время как меньший наклон создает более мягкие температуры. Эксцентриситет определяет продолжительность каждого сезона: меньший эксцентриситет выравнивает продолжительность четырех сезонов, в то время как больший эксцентриситет создает дисбаланс в количестве дней в каждом сезоне.
|
|
|
|
Симпсон и Чен обнаружили, что моделирование с меньшей массой оказало меньшее влияние на обитаемость внутренних планет. Они обнаружили некоторые изменения в наклонной плоскости — Марс "раскачивался" немного сильнее, по словам Симпсона, — но в целом внутренняя часть Солнечной системы оставалась пригодной для жизни.
|
|
|
|
"Если бы это была одна или две массы Земли, а это все равно довольно большая планета, наша внутренняя солнечная система все равно оставалась бы довольно приятной. Лето у нас могло бы быть немного жарче, а зима холоднее, потому что из-за наклона орбиты, но мы все равно могли бы жить своей жизнью", - объяснил Чен.
|
|
|
|
Однако планеты с большей массой приводили к более пагубным изменениям в структуре системы. При моделировании планеты, масса которой в 10 раз превышала массу Земли, Симпсон обнаружил, что внутренние планеты имеют большой наклон и эксцентриситет, что приводит к опасным перепадам температур между сезонами. Эта масса, возможно, даже приблизила орбиту Земли к Венере и вывела ее за пределы обитаемой зоны, в которой она находится в настоящее время.
|
|
|
|
Хотя эти наблюдения и являются гипотетическими, они могут помочь астробиологам предсказать, как и где жизнь может получить шанс на выживание в планетной системе. Это исследование также дает представление о том, насколько большой может стать Суперземля, прежде чем исчезнет возможность существования жизни вокруг нее.
|
|
|
|
"Если мы обнаружим систему, похожую на Солнечную, но с несколько иной историей, где вместо естественного пояса есть планета, могут ли внутренние области этой планетной системы по-прежнему быть гостеприимными? Ответ таков: это зависит от того, насколько велика планета", - сказал Симпсон. "Если он будет слишком массивным, это, вероятно, приведет к гибели планет, находящихся на его орбите".
|
|
|
|
Источник
|
