Земята не трябваше да съществува. И все пак това не се е случило

Това е така, защото орбитите на планетите от вътрешната част на Слънчевата система – Меркурий, Венера, Земята и Марс – са хаотични и моделите предполагат, че тези вътрешни планети досега трябваше да са се разбили една в друга. И все пак това не се е случило.

Ново изследване, публикувано в списанието Physical Review X, може най-накрая да обясни защо, пише Live Science.

Чрез дълбоко изследване на моделите за движение на планетите изследователите открили, че движенията на вътрешните планети са ограничени от определени параметри, които действат като връзка, която възпрепятства хаоса в системата. Освен че предоставя математическо обяснение за очевидната хармония в нашата Слънчева система, новото изследване може да помогне на учените да разберат траекториите на екзопланети около други звезди.

Непредсказуеми планети

Планетите постоянно упражняват взаимно гравитационно привличане, което постоянно прави незначителни корекции на техните орбити. Външните планети, които са много по-големи, са по-устойчиви и така поддържат сравнително стабилни орбити.

Пръстените на Сатурн изчезват: „Джеймс Уеб“ ще определи колко време им остава

Проблемът с траекториите на вътрешните планети обаче все още е твърде сложен, за да бъде разрешен. В края на 19. век математикът Анри Поанкаре доказва, че е математически невъзможно да се решат уравненията, управляващи движението на три или повече взаимодействащи обекта, често известен като „проблемът с трите тела“. В резултат на това несигурността в детайлите на началните позиции и скоростите на планетите нараства с времето. С други думи, възможно е да се вземат два сценария, в които разстоянията между Меркурий, Венера, Марс и Земята се различават най-малко и в единия планетите се блъскат една в друга, а в другия се раздалечават.

Времето, необходимо на две траектории с почти идентични начални условия да се разминават, е известно като време на Ляпунов за хаотичната система. През 1989 г. Жак Ласкар, астроном и изследовател в Националния център за научни изследвания и Парижката обсерватория и съавтор на новото изследване, изчислява, че времето на Ляпунов за орбитите на планетите във вътрешната Слънчева система е 5 милиона години.

Това означава, че на всеки 10 милиона години една поредна стойност се губи за изчисленията на движението на планетите. Например, ако първоначалната несигурност на позицията на планетата е 15 метра, то след 10 милиона години тя вече ще бъде 150 метра, а след 100 милиона години – 150 милиона км.

Защо Меркурий е толкова странен?

Въпреки че 100 милиона години може да изглеждат много, самата Слънчева система е на повече от 4,5 милиарда години и липсата на драматични събития – като сблъсъци на планети или изхвърляне на планета от цялото това хаотично движение – дълго озадачаваше учените.

След това Ласкар погледнал на проблема от различен ъгъл: чрез симулиране на вътрешните траектории на планетите през следващите 5 милиарда години, преминавайки от един момент към следващия. Той открил само 1% шанс за планетарен сблъсък. По същия начин той изчислил, че са необходими средно около 30 милиарда години, за да се сблъска някоя от планетите.

Рену Малхотра, професор по планетарни науки в Университета на Аризона, който не е участвал в изследването, подчертава колко фини са механизмите, установени в изследването. По думите му интересно е, че „планетните орбити на нашата Слънчева система показват изключително слаб хаос“.

Загадъчният Плутон разкрива нови тайни, готви се мисия и до Уран

В друга работа Ласкар и колегите му търсят улики за това дали броят на планетите в Слънчевата система някога се е различавал от това, което виждаме в момента. Въпреки цялата стабилност, очевидна днес, дали това винаги е било така през милиардите години, преди животът да еволюира, остава открит въпрос.