Siden Copernicus har forskere sakte beveget jorden bort fra det forhåndsbestemte "sentrum av universet." Forskere innrømmer nå at solen er en vanlig stjerne, ikke for varm, ikke for kald, ikke for lys, ikke for svak, plassert på et tilfeldig sted i en vanlig spiral galakse. Så da Kepler-teleskopet begynte sin jakt på planeter i 2009, forventet forskere å finne planetariske systemer som ville ligne på solsystemet vårt.
I stedet oppdaget Kepler hvilke typer planeter som mangler i solsystemet vårt. Det viste seg at det er mange flere eksoplaneter enn vi trodde: fra "hot Jupiters" (planeter på størrelse med Jupiter) til "super-earths" (massive solide planeter som er større enn våre egne). Av de 1 019 bekreftede planetene og 4 178 kandidater som er oppdaget til dags dato, ligner bare ett system på vår egen: med jordbaserte planeter nær stjernen og med gigantiske planeter litt lenger unna.
"Vi har ingen anelse om hvorfor solsystemet vårt er annerledes, og vi ønsker å få et svar," sier planetforsker Kevin Walsh fra Southwest Research Institute i Colorado til magasinet Astrobiology.
I et forsøk på å sammenligne Solen og dens planeter med de nyfundne stjernesystemene som ble oppdaget av Kepler, antydet et par astronomer at solsystemet vårt som ung kunne ha inneholdt så mange som fire planeter som gikk i bane rundt solen enn Venus, og at etter en serie katastrofale kollisjoner, bare overlevde Merkur. …
"Et av problemene i solsystemet vårt er at etter Keplers standarder er Merkur for langt fra solen," sier planetforsker Katrin Volk fra University of British Columbia.
Wolf og hennes kollega Brett Gladman ved det samme universitetet antydet at i begynnelsen av livet er de fleste stjerner omgitt av "systemer av tettpakete indre planeter" (STIP). Over tid ødelegger kollisjoner mange av disse planetene, og etterlater dem nær 5-10% av stjernene som er observert i dag.
Men selv om bare noen få av de observerte systemene inneholder STIP-er, mener Wolf at de en gang hadde seiret - og Solen kunne være et slikt system, hvis opprinnelige indre planeter ble ødelagt.
"Hvis STIPEN dannet seg lett, kunne det være mulig å finne dem rundt alle stjernene, hvoretter 90% av dem ble ødelagt," sier Wolf.
Salgsfremmende video:
Walsh var ikke involvert i denne studien, men ønsker Wolfs arbeid velkommen med å matche solsystemet med andre planetariske systemer ved bruk av modeller for å søke etter usynlige planeter som kan ha vært i fortiden.
”Vi kan si at vi aldri har tenkt på det før. Vi har alltid prøvd å matche planetene vi så, men ikke de vi ikke så. Nå ser vi det rundt andre stjerner, så det er et godt spørsmål."
Wolf og Gladman innså at et lite antall STIPS kunne belyse hvorfor solsystemet vårt er så annerledes. Et par forskere tok 13 Kepler-observerte systemer som inneholder mer enn fire indre planeter og kjørte en 10 millioner år lang simulering av dem. Ved ti anledninger opplevde de mindre planetene voldelige kollisjoner som endret strukturen i planetariske systemet. I følge forskere vil restene sannsynligvis holde seg stabile i mer enn 10 millioner år.
Teamet kjørte deretter en annen serie med simuleringer over lang tid for å forstå hvordan systemer utviklet seg etter hvert som de ble mer stabile, og for å finne ut hvordan kollisjoner ble fordelt over tid. De fant ut at halvparten av systemene kolliderte, men ikke viste tegn til katastrofe på forhånd. Kollisjonssystemer forble stabile i nesten hele livet før planetene begynte å kollidere med hverandre.
Modellering viste at cirka 5-10% av STIP-ene i prøven etter 5 millioner år fremdeles ikke oppnådde stabilitet. Siden STIPs bare ble sett i 5-10% av planetariske systemer som ble observert av Kepler, kan dette bety at de alle ble født med STIP, men 90% av STIPs ble ødelagt ved Keplers observasjoner.
"Hvis hver stjerne en gang hadde et STIP-system, ville det bety at vi (motedesignerne) ganske enkelt ikke klarte det når planeten eksisterte," sier Walsh. - Vi har alltid prøvd å bygge modeller for å få våre fire solide planeter, og ignorere muligheten for at tre til fem planeter danner enda mer Jorden innenfor bane til Merkur. Det ville være fantastisk! ".
Hvis alt var slik, ville jorden slutte å være et underlig unntak fra reglene for planetdannelse, som tilfeldige observasjoner viser. I stedet ville den passe perfekt og ville ikke kreve noen spesiell forklaring på dens eksistens. Hvis solsystemet - og jorden derfor er sjelden, kan dette påvirke forekomsten av liv i universet; men hvis den følger de vanlige prosessene for dannelse av planetariske systemer, vil det ikke være noe så uvanlig med det.
Kvikksølv har lenge vært et problem for planetforskere. I tillegg til å være lenger fra solen enn de fleste planeter sett av Kepler, er Merkur tettpakket med tunge elementer. En hypotese om dens rare sammensetning inkluderer en kollisjon som feide bort en lys skorpe fra planeten og etterlot seg et tett jernsjikt.
Samtidig returnerte modeller av solsystemet for mye materiale til å forklare Mercury alene. For å danne en planet som går i bane rundt kvikksølv, krever simuleringer et uvanlig gap - en kunstig grense - i støvet som omgir den unge solen som ville strekke seg nesten halvveis til jordas nåværende bane. Hvis gapet strakk seg helt til stjernen, som de fleste forskere mener, må denne disken ha inneholdt for mye materiale.
Hvis de fleste planetariske systemer inneholdt STIP når de dannet, kan det unge solsystemet også ha hatt det. Ifølge Wolf ville et slikt scenario eliminere behovet for et kunstig gap på den indre disken og ville forklare en jernrik planet. Kollisjonene ville også gi rom for tett sammensetning av Merkur.
For å teste denne muligheten, utførte Wolf og Gladman simuleringer som la fire planeter med masser av månen og bane mindre enn halve avstanden fra jorden til solen. Disse planetene ville ikke ha påvirket dannelsen av Venus, Jorden og Mars på 500 millioner år, til tross for kollisjonene som fant sted mellom deres solide naboer. Kepler kom til dette scenariet under de første simuleringene.
"Det er ikke uvanlig å ha et par ustabile planeter, og de andre føler ikke noe," sier Wolf.
Da de små indre planetene kolliderte med hverandre, møtte de en av to skjebner. I noen tilfeller ble massen av de sammenstøtende planetene skutt ut, men deretter konsolidert til flere kropper. I andre, mer destruktive scenarier, gjensto mindre enn 10% av den opprinnelige massen, og resten eksploderte i små biter, spiralende mot en stjerne eller andre planeter. Forskjellen avhenger ofte av hvor raskt planetene beveger seg, kolliderer med hverandre; som ved en bilkollisjon, fører høy hastighet til stor ødeleggelse.
Selv om Keplers andre observasjoner av STIP-systemer viste at tre eller flere store kropper ble konsolidert til en eller to kortperiode planeter, ødela tilsynelatende vårt solsystem til slutten. Vi har bare én overlevende igjen.
