Без гравитационного воздействия Юпитера, между Марсом и ним могло бы сформироваться дополнительное крупное небесное тело. Вероятно, это была бы суперземля — тип планеты, который явно недостаток в нашей Солнечной системе. Тем не менее, компьютерное моделирование выявило, что ее возникновение могло привести к дестабилизации траекторий большинства окружающих планет, и Земля была бы отброшена на значительное расстояние от Солнца.
Сегодня, с учетом множества открытых планетных систем в отдаленных уголках космоса, наша Солнечная система выглядит весьма своеобразной. Она включает в себя как небольшие каменистые планеты, подобные Марсу или Венере, так и газовые гиганты — ледяной Нептун, кольцевой Сатурн и другие. Но вот широко распространенных у других звезд планет промежуточных классов — суперземель и мини-нептунов — в этой картине явно не хватает.
Существуют планеты, размеры которых во много раз превышают размеры Земли, и они представляют особый интерес, в частности, с точки зрения возможности существования жизни. Похоже, подходящее место для такой планеты существует — это обширное пространство между орбитами Марса и Юпитера. В настоящее время там расположен главный пояс астероидов, представляющий собой остатки планеты, формирование которой не удалась.
Астрономическое моделирование, выполненное учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде, выявило потенциальные последствия для Солнечной системы, если бы между Юпитером и Марсом находилась дополнительная планета, относящаяся к классу суперземель. Результаты исследования показывают, что отсутствие такой планеты в этом регионе – благоприятный фактор. О результатах этой работы написано в статье опубликована в The Planetary Science Journal.
Согласно исследованию Стивена Кейна и его соавторов, стабильность такой планеты возможна только при расположении на орбите, соответствующей ровно трем астрономическим единицам, измеряемым от среднего радиуса орбиты Земли. Для сравнения, Марс находится на расстоянии менее 1,5 астрономической единицы от Солнца, а Юпитер — на расстоянии 5,2 астрономической единицы. Любое иное положение суперземли в пределах этого диапазона привело бы к дестабилизации всей Солнечной системы.
Исследования показали, что массивная планета, находящаяся на расстоянии от 3,1 до 4,0 астрономической единицы, могла бы привести к дестабилизации орбиты Меркурия, а в диапазоне от 2,0 до 2,7 астрономической единицы – и орбиты Марса. Сатурн и Юпитер, вероятно, не испытали бы значительных последствий, но Уран и Нептун, расположенные за ними, также могли бы отклониться от своих орбит и, в конечном итоге, покинуть пределы Солнечной системы. Более того, подобная же ситуация коснулась бы планет, находящихся во внутренних областях, от Меркурия до Марса, включая Землю.
Эта зрелищная картина вызывает еще большее почтение к величественному Юпитеру. Известно, что эта планета играет важную роль в истории развития жизни на Земле. Обладая мощной гравитацией, Юпитер отклоняет большую часть комет и астероидов, тем самым защищая внутреннюю Солнечную систему от чрезмерных столкновений. Однако, судя по всему, его воздействие на нас этим не исчерпывается.
Предполагается, что гравитационное воздействие Юпитера нарушило процессы, протекавшие на орбите между ним и Марсом. Эта планета-гигант поглотила значительное количество вещества, находившегося там, и не допустила формирования дополнительной планеты, которая, как выяснилось, могла бы вызвать серьезные потрясения в Солнечной системе. В результате в поясе астероидов сохранилось лишь незначительное количество вещества (составляющее сотые доли процента от массы Земли), в то время как орбита нашей планеты осталась стабильной, что способствовало появлению жизни.