Долгое время наша родная Солнечная система была всем, что мы знали. Но с тех пор, как мы лучше рассмотрели другие близкие и далекие системы, стало очевидно… что наша Солнечная система странная.
Оказывается, привычная структура нашей Солнечной системы не похожа на то, что мы наблюдали в других местах, и в ней не хватает нескольких общих игроков.
В 1995 году, после многих десятилетий поисков, наши астрономы обнаружили первую планету в другой солнечной системе - то, что мы сейчас в обиходе называем "экзопланета". С тех пор астрономы обнаружили около 5 000 экзопланет, вращающихся вокруг 3 500 звезд.
И вот что действительно странно. Мы не нашли ничего похожего на нашу привычную Солнечную систему с четырьмя маленькими каменистыми планетами ближе к Солнцу и четырьмя гораздо большими газовыми и ледяными гигантами дальше.
Более того, если говорить только об экзопланетах, то наиболее распространенные из них (суперземли и горячие юпитеры) просто не существуют в нашей Солнечной системе.
Суперземля - это планета, масса которой в три-десять раз превышает массу планеты Земля. Они очень распространены - мы нашли почти 1 600 таких планет - но, как ни удивительно, в нашей Солнечной системе их нет. Суперземля просто имеет большую массу, чем наша Земля. Этот термин никак не связан с ее пригодностью для жизни.
Мы также обнаружили около 1 600 так называемых "горячих юпитеров". Наш Юпитер - самая большая и тяжелая планета в Солнечной системе, его масса в два с половиной раза больше, чем у всех остальных планет вместе взятых.
Он находится на большом расстоянии от Солнца, и ему требуется 12 лет, чтобы совершить полный оборот. Поскольку он находится так далеко от Солнца, его поверхность довольно холодная - около 130 градусов ниже нуля.
Но экзопланеты типа "горячего Юпитера" вращаются очень близко к своей звезде-хозяину. Насколько близко? Некоторым из них требуется всего четыре дня, чтобы совершить полный оборот - не 12 лет! И поскольку они находятся так близко к своей звезде-хозяину, они очень горячие - иногда несколько тысяч градусов Цельсия.
По разным причинам мы уверены, что горячие юпитеры не могли сформироваться в непосредственной близости от звезды-хозяина. Они должны были сформироваться дальше, а затем мигрировать внутрь. И это большая новость. Это означает, что мы должны переосмыслить наши теории о том, как формируются планеты.
Наша старая, простая теория гласила, что наше Солнце и все планеты просто образовались из гигантского облака газа и пыли. Они были меньше, но быстро установились на свои нынешние орбиты.
На этой ранней стадии наше Солнце не имело достаточной массы, чтобы запустить ядерный синтез. Солнце и восемь или около того планет увеличились в размерах за счет дополнительного материала из большого облака газа и пыли, в котором находилась вся детская Солнечная система.
Затем Солнце разгорелось во взрыве восторженного ядерного синтеза, выбрасывая огромное количество мощного излучения и миллионы тонн солнечного ветра каждую секунду. Согласно старой теории, огненный взрыв Солнца удалил большую часть газа и льда с внутренних планет, оставив после себя четыре каменистые планеты - Меркурий, Венеру, Землю и Марс.
Дальше в Солнечной системе радиация и солнечный ветер были менее интенсивными, поэтому газовые гиганты Юпитер и Сатурн, а также ледяные гиганты Уран и Нептун сохранили свой газ и лед. Это прекрасная, аккуратная гипотеза.
Но ни одна из других солнечных систем, которые мы нашли, не является такой аккуратной и упорядоченной.
Например, Кеплер-20 - это звезда чуть меньше нашего Солнца, удаленная от нас на 930 световых лет. На ее орбите вращаются шесть планет.
Это странная, беспорядочная смесь планет размером с Землю и двух небольших суперземель - и все они обращаются вокруг своей звезды менее чем за 77 дней. Это быстрее, чем Меркурий, которому требуется 88 дней для обращения вокруг Солнца! Очень странно.
Существует множество других солнечных систем, которые еще более причудливы.
Действительно, похоже, что наша родная Солнечная система совсем не типична для того, что мы обнаружили в нашем локальном участке Млечного Пути. Это означает, что нам нужно новое объяснение того, как формируются солнечные системы.
Одно из существующих объяснений заключается в том, что после образования солнечной системы планеты могут очень легко менять свои орбиты вокруг звезды-хозяина.
Они начинают вращаться в свободном облаке газа и пыли, сметая все, на что натыкаются, но оставляя за собой след из частичного вакуума.
Другие планеты, попав в частичный вакуум, пойдут по пути наименьшего сопротивления. Они изменят направление - возможно, отправятся в долгое путешествие по спирали внутрь к звезде, а возможно, наружу, чтобы полностью покинуть детскую Солнечную систему.
Так что, возможно, формирование солнечной системы - это более динамичный процесс, чем мы думали сначала.
Учитывая, что большая часть Вселенной хаотична, это новое мышление не должно быть сюрпризом. Может быть, хаос - это естественный порядок?
