Когда-то нашу Солнечную систему считали вполне нормальной. Мы разработали теорию формирования планетарных дисков на основе представления о том, что газовые гиганты сформировались на внешних краях планетарного пылевого облака, в то время как планеты земной группы – ближе к Солнцу. Однако экзопланетные системы разбили в пух и прах эту идею, и в результате мы обнаружили, что наша Солнечная система не такая уж и нормальная.

Далее представлены десять необычных фактов о нашей Солнечной системе.

10. Никаких горячих Юпитеров

Горячие юпитеры были одним из первых типов экзопланет, обнаруженных в первые дни охоты за экзопланетами. Они вращаются в непосредственной близости от своих родительских звёзд, и на них невероятно жарко. Астрономов удивляет тот факт, что газовых гигантов, вращающихся на близко расположенных орбитах, гораздо больше, чем миров земной группы, подобных Меркурию.
Так почему же в нашей системе отсутствуют горячие юпитеры? Некоторые учёные предполагают, что в какой-то момент гипотетический горячий юпитер покинул пределы Солнечной системы, посеяв хаос в её внутренних мирах. Идея звучит вполне правдоподобно, но доказательств в её поддержку мало. Дело в том, что у нас недостаточно данных, чтобы выдвинуть теорию о том, почему в нашей Солнечной системе так много газовых гигантов. По крайней мере, пока.


Одна из теорий состоит в том, что наш Юпитер изначально был астероидом размером с Землю, он медленно накапливал газы в звёздном облаке вокруг Солнца, вращаясь 700 миллионов лет по орбите, которую некоторые учёные окрестили Grand Tack. Эта орбита направила астероиды к формирующимся суперземлям в ранней Солнечной системе, что вынудило их разрушиться и преобразоваться. Это очень похоже на теорию раннего образования Луны, которая предполагает, что большое тело, размером с Марс, врезалось в гипотетическую планету под названием Тейя, приведя к образованию Земли и Луны.

9. Где суперземли?


Суперземли – это массивные миры, которые часто в два раза превышают размер нашей Земли, и они могут стать ещё больше. Мы обнаружили, что от 30 до 50 процентов наблюдаемых экзопланет вращаются по орбитам, близко расположенным к суперземлям. Учёные задаются вопросом, почему их нет в нашей Солнечной системе.
В 2004 году астрономы обнаружили 55 Рака e (англ. 55 Cancri e), суперземлю, вдвое превышающую по размеру нашу родную планету. Тот факт, что она вращалась ближе, чем Меркурий в нашей Солнечной системе, смутил астрономов и заставил их задаться рядом важных вопросов. Мы по-прежнему не знаем причину образования горячих суперземель, но нам известно, что они слишком распространены, чтобы их отсутствие в нашей системе можно было бы проигнорировать. Более того, считается, что пятая часть массы 55 Рака e состоит из более лёгких элементов. Большая часть поверхностных элементов находится в сверхкритическом состоянии (ведёт себя как жидкость и как газ – явление, наблюдаемое в глубинах газовых гигантов нашей Солнечной системы).


По мере того как наши представления о формировании планетарной системы улучшались, мы начали замечать, что миры со слишком низкой массой (как наш), как правило, поглощаются более крупными. Так почему же этого не произошло в нашей системе?
Одна из теорий заключается в том, что ранние суперземли действительно сформировались, но были уничтожены (как описано в предыдущем пункте).
Другая теория предполагает, что вся наша Солнечная система была уничтожена до того, как Юпитер переместился на своё нынешнее место, вынудив сформироваться миры земной группы, которые мы знаем и любим сегодня.
И, согласно третьей теории, солнце и газовый гигант поглотили большую часть ранних планетообразующих материалов, исключив любую возможность образования суперземли.

8. Почему у Солнца нет близнеца?


Более половины звёздных систем нашего Млечного Пути являются бинарными, а это означает, что у них есть две или более звёзд. Но, как ни странно, наша Солнечная система не относится к их числу.
Учёные утверждают, что все звёзды рождаются с неидентичным близнецом, и если это так, то почему у нашего Солнца его нет? Даже в системе Альфа Центавра есть несколько звезд (три, если быть точнее).


Астрономы даже пытались найти в небе гипотетическую сестринскую звезду под названием «Немезида» (её гравитационное воздействие, как считалось, направило на Землю астероид, убивший динозавров), но безуспешно.
И хотя Немезида так и не была обнаружена, по словам астрономов, это не означает, что она никогда не существовала. Используя радиотелескопы, чтобы исследовать туманность Персей – место, которое десятки молодых солнцеподобных звёзд называют домом – учёные из Смитсоновской астрофизической обсерватории сравнили расстояния между бинарными звёздными системами в туманности и заметили нечто странное. В туманности Персей существует три различных диапазона расстояний между звёздными близнецами; большинство из них вращаются по орбитам, расположенным близко друг к другу. Тем не менее, есть ряд звёзд, которые вращаются на более отдалённом расстоянии, и те, что находятся на расстоянии более 500 астрономических единиц друг от друга. Это больше, чем расстояние от Солнца до Нептуна. Современная теория гласит, что у нашего Солнца действительно был близнец, но только в течение первых двух миллионов лет его жизни. Они отделились друг от друга из-за большого расстояния между ними и других гравитационных воздействий.

7. Проблема жизни


Большая часть миров земной группы, которые мы наблюдали, была обнаружена вокруг красных карликовых звёзд. Многие из горячих юпитеров, обнаруженных нами, вращаются вокруг звёзд, которые крупнее наших. Потенциал жизни в открытых нами экзопланетных системах довольно низок. Ещё хуже то, что большинство миров земной группы являются суперземлями. Считается, что суперземли слишком большие и не подходят для развития сложной жизни.
Так почему же в нашей системе имеется жизнь? Что делает её такой особенной?


Система ТРАППИСТ-1 стала важным открытием для научного сообщества. Подумать только, что существует система с семью мирами земной группы! Новые данные показывают, что воздействие приливных сил, оказываемое на эти планеты их родителем – красным карликом (даже в пределах обитаемой зоны), заставляет их синхронно вращаться. Это не означает, что развитие сложной жизни на этих планетах невозможно, однако мы не найдём в ТРАППИСТЕ-1 ничего, кроме бактерий или простых форм жизни.
Однако недавно мы обнаружили первые планеты земной группы, вращающиеся вокруг звёзд, удивительно похожих на нашу. На самом деле, по мнению учёных, KOI-456.04 обладает большими перспективами. После повторного изучения данных, собранных космическим телескопом «Кеплер», астрономы решили исследовать родительскую звезду KOI-456.04 и обнаружили, что экзопланета была почти в два раза больше Земли. Однако это ещё не всё: вокруг солнцеподобных звёзд наблюдалось больше похожих на Землю миров.
И хотя нам придётся подождать, пока появятся новые данные о составе этих миров, преобладающая теория гласит, что сложная жизнь характерна только для миров, вращающихся вокруг звёзд, подобных нашей. Это делает Солнечную систему особенной.

6. Где красные карлики?


Ещё в 80-х годах, когда впервые была выдвинута идея Немезиды, считалось, что спутником Солнца был красный карлик. Красные карлики составляют большинство звёзд в нашей галактике, и большая часть экзопланет, которые мы обнаружили, вращаются вокруг них. Буквально недавно мы выявили систему из нескольких суперземель, вращающихся вокруг красного карлика GJ 887.
Звёзды, подобные Солнцу, составляют лишь около 10% от общего числа звёзд, наблюдаемых в нашей галактике. Отсутствие близнеца красного карлика или самого красного карлика делает нашу Солнечную систему несколько странной.

5. Вопросы без ответа


Одной из особенностей орбит 4000 экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день, является их неоднородность. Для многих из них характерно смешение больших и малых миров – представьте себе сложный танец горячих юпитеров, далёких миров из класса юпитеров и суперземель, и вы получите базовое представление о хаосе, который испытывает большинство систем в нашей галактике.
Дело в том, что орбиты Солнечной системы слишком упорядочены, чтобы это могло быть простым совпадением. Почему другие системы не похожи на нашу?


Исследователи решили сравнить средний размер экзопланет с их соседями в надежде обнаружить закономерность, которая смогла бы объяснить, почему планетарные соседи в нашей системе кажутся такими похожими друг на друга.
Консенсус? Нет закономерности, а значит, и ответов.

4. Наша звезда невероятно спокойная


Солнце может время от времени бушевать, но, по большей части, оно довольно спокойное — особенно по сравнению с другими звёздами в нашей галактике, большинство из которых чрезвычайно активны.
Анализ 369 солнцеподобных звёзд показал, что большая часть из них была гораздо более активной, чем Солнце. Размышляя об относительном спокойствии нашей звезды, необходимо учитывать множество факторов. Благодаря различным способам изучения влияния солнечной активности на нашу планету, у нас есть данные примерно о 8000-летнем периоде, однако это ничто по сравнению с возрастом Солнца. Мы не знаем, то ли нам просто повезло, то ли наша звезда переживает спокойную фазу.
Но в данный момент кажется, что наша звезда гораздо спокойнее, чем другие, подобные ей.

3. Многие массивные планеты в экзопланетных системах имеют эксцентрические орбиты


Мы уже знаем, что горячие юпитеры составляют большое количество экзопланет в Млечном Пути и отсутствуют в нашей Солнечной системе. Но как насчёт их орбит?
Орбиты в экзопланетных системах в основном круговые, однако к горячим юпитерам это не относится. На самом деле, по словам некоторых учёных, газовые гиганты в целом, похоже, обладают более эксцентричными орбитами в других системах. И в самом деле, даже если большая часть экзопланет-газовых гигантов имеет круговые орбиты, многие из них, как правило, вращаются в непосредственной близости от своей родительской звезды. Неужели единственное, что удерживает Юпитер на месте – это гравитационное притяжение Сатурна?
Почему так?
К сожалению, без дополнительных данных из ранней истории Солнечной системы мы, вероятно, никогда не узнаем причину.

2. У большинства планет нет звёзд


В среднем вокруг звёзд Млечного Пути вращается около десяти планет. Это довольно впечатляюще. Однако было сделано ещё одно необычное открытие – существование планет-сирот. Учёные считают, что обилие планет-сирот связано с тем, что они были выброшены из «материнских» систем. Таким образом, вполне возможно, что в какой-то момент наша родительская звезда обладала большим количеством планет, которые были сброшены со своих орбит в холодные глубины космоса.
Считается, что планеты-сироты затмевают число тех, что вращаются вокруг звёзд в Млечном Пути (и, возможно, даже во Вселенной), и у многих из этих планет есть партнёры, такие как луны, спутники коричневых карликов и газовые гиганты вроде Юпитера. Итак, если большинство планет в нашей галактике не имеют родительской звезды, то разве тот факт, что у нас есть собственная звезда (причём редкая), не делает Солнечную систему уникальной?

1. Отсутствие водных миров


Большинство из миров, получивших название суперземель, считаются «водными». И хотя в нашей Солнечной системе есть ледяные гиганты (Уран и Нептун), водные миры, как правило, не столь массивны и покрыты корой. Возможно, в какой-то момент эволюции нашей Солнечной системы и существовали водные миры, вращающиеся вокруг Солнца, но существует не так много доказательств, подтверждающих эту идею.
Но водные миры могут быть гораздо более впечатляющими, чем вы думаете. Они могут иметь океаны глубиной в сотни километров, а ввиду их огромной массы и гравитации у них больше шансов удержать своё внутреннее тепло.
Это не просто уменьшенные версии Нептуна или Урана. Эти так называемые водные миры с гораздо большей вероятностью способны породить жизнь, чем мы думали изначально, что отличает их от других суперземель и заставляет нашу Солнечную систему казаться несколько странной ввиду их отсутствия.