Существует предположение, что Главный пояс астероидов представляет собой фрагменты планеты Фаэтон, которая была разрушена или так и не сформировалась. Недавно астрономы стали рассматривать вопрос о том, каким мог быть облик Солнечной системы и какие последствия возникли бы для Земли, если бы эта планета действительно существовала. Ученые считают, что это необходимо выяснить для оценки шансов на обнаружение в космосе планет, подобных Земле: в других звездных системах фиксируются крупные каменистые планеты, что имеет большое значение.
В области между Марсом и Юпитером, занимающей около 180 миллионов километров, находится огромное количество астероидов различных размеров. Среди них выделяется карликовая планета Церера, диаметр которой составляет почти 1000 километров, а также астероиды Паллада, Веста и Гигея, размеры которых примерно вдвое меньше. Общая масса всех этих объектов, согласно оценкам, составляет всего четыре процента от массы Луны.
Существует также предположение о том, что Главный пояс астероидов образовался из фрагментов планеты. Эта гипотетическая планета получила имя Фаэтон, в честь персонажа древнегреческих мифов, сына бога солнца, чья судьба была трагической.
Первоначально исследователи полагали, что гипотетическая планета была уничтожена в результате столкновения с другим космическим объектом в ходе формирования Солнечной системы. Однако в настоящее время астрономы считают, что у этой планеты не было возможности сформироваться: сильное гравитационное поле Юпитера помешало объединению всей совокупности вещества.
Недавно исследователи из Флоридского технологического института и Центра космических полетов имени Годдарда (США) провели сопоставление этой гипотезы с интересным фактом, отмеченным в последние годы: обилием суперземель – крупных и массивных каменистых планет, расположенных во внутренних областях других планетных систем. Эти миры по своим размерам и массе занимают промежуточное положение между Землей и Нептуном, заполняя значительный «пробел», который присутствует в Солнечной системе. Ранее мы не имели представления о существовании планет столь крупных размеров, обладающих твердой поверхностью.
Ученые рассматривали, как развивалась бы Земля, если бы наша Солнечная система соответствовала другим известным системам, в частности, если бы в ней присутствовала суперземля. По мнению исследователей, если бы подобная планета располагалась между Марсом и Юпитером, ее можно было бы отнести к внутренней части системы. Эксперты провели теоретическое моделирование, разместив такую планету на орбите Главного пояса астероидов и рассчитав дальнейшее развитие событий на протяжении двух миллионов лет после ее формирования. В ходе работы сравнивались различные варианты массы гипотетической планеты Фаэтон, от одной сотой массы Земли до десяти масс Земли.
Результатами астрофизики поделились в статье для издания Icarus. Анализ показал, что планета, масса которой не превышает двух масс Земли, могла бы располагаться за Марсом, не оказывая существенного влияния на другие планеты. Однако это привело бы к некоторому увеличению наклона оси нашей планеты. В результате сезонные колебания температуры стали бы более выраженными: зимы стали бы немного холоднее, а лето — немного жарче.
Действительно, массивное небесное тело, классифицируемое как суперземля, спровоцировало бы значительные возмущения: ось вращения Марса отклонилась бы на 55 градусов, орбита Венеры стала бы значительно более вытянутой, и, самое главное, была бы нарушена стабильность орбиты Земли. Существует вероятность того, что она приблизилась бы к Венере и вышла за границы зоны потенциальной обитаемости – области, характеризующейся оптимальными условиями для поддержания жидкой воды.
Исходя из полученных данных, можно сделать заключение о том, что обнаружение суперземли в планетной системе, подобной нашей, уменьшает вероятность обнаружения там планеты, расположенной на подходящей орбите, с благоприятным углом наклона оси и, как следствие, обладающей стабильным климатом. Следует подчеркнуть, что среди около семи тысяч известных экзопланет суперземли составляют один из наиболее распространенных типов.