Czy w Układzie Słonecznym mogłaby być dodatkowa planeta? Jasna odpowiedź

Do tej pory zidentyfikowano około 4 000 obcych układów planetarnych i co ciekawe, żaden z nich nie odzwierciedla układu i kolejności planet, które krążą wokół naszego Słońca. Naukowcy twierdzą, że może być to spowodowane tym, że część egzoplanet jest jeszcze poza naszą zdolnością wykrywania.

Nasz układ planetarny składa się ze Słońca, ośmiu planet, pięciu planet karłowatych, co najmniej z 205 księżyców i miliardów meteoroidów, komet i planetoid. Wszystko funkcjonuje idealnie za sprawą powiązań grawitacyjnych. Jednakże co by było gdyby dodać do tego jeszcze jedną planetę?

Astrofizyk Stephen Kane z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside podjął się tego zadania. W swoich analizach i modelach wprowadził dodatkową planetę. Okazało się, że... nasz Układ Słoneczny by tego nie wytrzymał i by się rozpadł.

Jak wskazują badania, dodanie jeszcze jednej planety typu, który jest często spotykany w innych systemach, byłoby mimo wszystko "dość niewielką zmianą". Naukowiec wprowadził do naszego układu planetarnego ciało niebieskie o wielkości tzw. superziemi lub minineptuna. Tego typu planeta ma masę równą 17 masom Ziemi.

W naszym Układzie Słonecznym nie posiadamy tego typu planety, przez co istnieje "luka masowa między skalistymi a gazowymi światami". Tego rodzaju swoista przepaść istnieje między orbitą Marsa i Jowisza, w miejscu, gdzie królują obecnie asteroidy.

Kane stworzył symulację, w której we wspomnianej wcześniej pustce umieścił planetę, zmieniając jej masę i obserwował, co się stanie. Jednym słowem powstał... chaos. Jak powiedział Kane: - Ta fikcyjna planeta daje impuls Jowiszowi wystarczający, by zdestabilizować wszystko inne. Mimo że wielu astronomów marzyło o tej dodatkowej planecie dobrze, że jej nie mamy.

W zależności od położenia i masy nowego ciała niebieskiego między Marsem i Jowiszem powstały chaos grawitacyjny mógłby doprowadzić do wyrzucenia pozostałych planet z Układu Słonecznego. Układ uzyskuje stabilność jedynie wtedy, kiedy nowa planeta znajdzie się na orbicie oddalonej o 3 jednostki astronomiczne od Słońca (jedna jednostka jest równa 149 597 870 700 m - jest to średnia odległość Ziemi od Słońca). Z kolei średnia orbita Marsa znajduje się 1,5 jednostki astronomicznej od naszej gwiazdy, a Jowisz 5,2 jednostek. Dodatkowe ciało niebieskie zlokalizowane gdziekolwiek indziej doprowadza do rozpadu układu planetarnego.

Symulacje wykazały, że nowa planeta umieszczona w odległości 3,1-4 jednostek astronomicznych od Słońca zakłóca orbitę Merkurego, a zlokalizowana w przedziale 2-2,7 jednostek destabilizowałaby orbitę Marsa. Jowisz i Saturn doświadczyłby niewielkich perturbacji, lecz już to powodowałoby zachwianie orbit kolejnych planet.

W najgorszym scenariuszu, po wprowadzeniu dodatkowej planety, dochodzi do wyrzucenia Merkurego, Wenus, Ziemi, Marsa, Uranu i Neptuna z naszego Układu Słonecznego. W innych wariantach orbita Błękitnej Planety ulega zniekształceniom, czyniąc ją w niektórych przypadkach całkowicie nienadającą się do życia.

Przeprowadzone symulacje wskazują, że Jowisz odgrywa bardzo dużą rolę w stabilizowaniu naszego układu planetarnego i jednocześnie uniemożliwia formowanie się ciał niebieskich w przestrzeni między nim a Marsem.

Całkowita masa asteroid we wspomnianym pasie wynosi około 0,04 procent masy Ziemi, jednakże naukowcy są zdania, że w dalekiej przeszłości kosmicznych skał było znacznie więcej. Badacze sugerują także, że te układy, które mają planetę podobną do Jowisza, mają największe szanse na przetrwanie. Jak mówi Kane: - Nasz Układ Słoneczny jest lepiej dostrojony, niż nam się wcześniej wydawało. Wszystko działa jak skomplikowane koła zębate zegara. Wrzuć więcej kół do mechanizmu i wszystko się zepsuje -. Wyniki badań zostały opublikowane w The Planetary Science Journal.