Во всём виноват Юпитер. Почему Солнечная система отличается от других звёздных систем
Так получилось, что наша Солнечная система очень сильно отличается от большинства известных астрономам звёздных систем. Ключевое отличие заключается в том, что внутренние планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), во-первых, имеют небольшие размеры, а во-вторых, находятся на достаточно большом расстоянии от Солнца. Расстояние между Солнцем и Меркурием составляет 0.4 астрономических единицы (почти 60 миллионов километров), между Солнцем и другими планетами — ещё больше. В других системах нашей галактики, во-первых, скалистые планеты имеют большую массу, а во-вторых — находятся на расстоянии до 0.5 астрономических единиц от своей звезды:
Эта диаграмма показывает расположение планет с массой менее юпитерианской в звёздных системах нашей галактики
Судя по всему, учёные нашли ответ на вопрос, почему же наша Солнечная система отличается от других. Оказалось, что во всём виноват Юпитер.
Астрономы Грег Лафлин из Калифорнийского университета (Санта-Круз) и Константин Батыгин из Калифорнийского института технологий смоделировали ранние этапы существования Солнечной системы. Согласно результатам их исследования, опубликованным в журнале Национальной академии наук США, Юпитер сформировался раньше других планет на расстоянии порядка 5 астрономических единиц от Солнца. Затем, под воздействием гравитации, он начал постепенно перемещаться ближе к нашей звезде, пока не остановился на расстоянии порядка 1.5 астрономических единиц (то есть там, где сейчас находится орбита Марса). К этому моменту, скорее всего, из окружающего Солнце аккреционного диска уже успели сформироваться (или частично сформироваться) несколько так называемых «Суперземель» (то есть планет, по составу близких к Земле, но существенно превышающих её по размерам).
Миграция Юпитера привела к нестабильности орбит внутренних планет и их уничтожению
Гравитационное воздействие Юпитера сдвинуло эти ранние планеты со стабильных орбит, в результате чего они столкнулись между собой и в дальнейшем упали на Солнце, после чего из их обломков уже и сформировались нынешние небольшие внутренние планеты.
Согласно этому сценарию, к моменту формирования Меркурия, Венеры, Земли и Марса окружавший Солнце газовый диск, состоявший в основном из водорода и гелия, уже прекратил своё существование. Это объясняет, почему у внутренних планет Солнечной системы содержание водорода в атмосфере очень невелико по сравнению со скалистыми экзопланетами (то есть планетами, находящимися в других звездных системах).
Что же до Юпитера, то он после уничтожения первого поколения внутренних планет начал мигрировать обратно под воздействием гравитационного поля Сатурна, пока не стабилизировался на нынешней орбите (5.2 астрономических единицы от Солнца).
По словам Лафлина и Батыгина, если описанный ими сценарий правдив, то в конечном итоге это может означать, что звёздные системы типа нашей и планеты типа Земли, теоретически способные поддерживать жизнь, могут быть гораздо более редким явлением, чем считалось раньше.