Исследователи из Технологического института Флориды изучили, как изменилась бы Солнечная система, если бы вместо пояса астероидов между Марсом и Юпитером существовала суперземля — планета, значительно превышающая Землю по массе. Результаты, полученные с помощью математического моделирования, оказались весьма интригующими. Работа опубликована в журнале Icarus.
Многие звездные системы, похожие на нашу, имеют суперземли на близких к звезде орбитах. Однако в нашей Солнечной системе таких планет нет, что вдохновило ученых Эмили Симпсон и Ховарда Чена на изучение этой загадки. Они предположили, что пояс астероидов мог бы сформироваться не в виде кольца мелких объектов, а превратиться в полноценную планету, названную ими в модели Фаэтон.
Симпсон и Чен протестировали несколько сценариев, в которых масса гипотетической суперземли варьировалась от 1% массы Земли до 10 масс Земли. Для каждого варианта они проследили влияние новой планеты на орбиты и наклоны осей внутренних планет — Венеры, Земли и Марса — в течение миллионов лет.
Исследования показали, что если бы масса Фаэтона была до двух масс Земли, то внутренние планеты оставались бы в относительно стабильных условиях. При этом лето могло бы стать немного жарче, а зима — холоднее. Однако, если бы масса суперземли составляла от пяти до десяти масс Земли, орбиты внутренних планет значительно изменились бы. Земля могла бы быть вытолкнута за пределы обитаемой зоны или смещена ближе к Венере, что сделало бы ее слишком горячей. Кроме того, увеличившийся наклон оси Земли привел бы к экстремальным сезонам, затрудняя жизнь на планете.
Исследование помогает понять, как суперземли влияют на обитаемость планет в звездных системах. Подобные созданной математические модели позволяют предсказывать условия в системах с экзопланетами и искать миры, подходящие для жизни живых организмов.
«Если мы найдем систему с похожей историей, где вместо пояса астероидов есть планета, это поможет понять, могут ли ее внутренние регионы быть пригодными для жизни», — объяснил Симпсон.
Важный вывод, по мнению ученых, заключается в том, что размер такой планеты играет решающую роль. Слишком массивная суперземля может нарушить всю систему и поставить крест на обитаемости соседних планет.