Układ Słoneczny jest zgodny ze standardem galaktycznym, jednak to rzadkość

Naukowcy z Instytutu Nielsa Bohra zbadali ponad 1000 układów planetarnych krążących wokół gwiazd w naszej własnej galaktyce, Drodze Mlecznej i odkryli szereg powiązań między orbitami planet, liczbą planet i odległością do swoich gwiazd. Okazuje się, że nasz własny Układ Słoneczny pod pewnymi względami jest bardzo rzadki, a pod innymi bardzo zwyczajny.

Rzadkością jest posiadanie ośmiu planet, ale badanie pokazuje, że w Układzie Słonecznym obowiązują dokładnie te same, bardzo podstawowe zasady formowania się planet wokół gwiazdy. Pytanie o to, co dokładnie czyni go tak wyjątkowym, że kryje w sobie życie, jest nadal bardzo dobrym pytaniem.

Ekscentryczne orbity planet są kluczem do określenia liczby planet
Istnieje bardzo wyraźna korelacja między mimośrodowością orbit a liczbą planet w danym układzie słonecznym. Kiedy planety się formują w obłoku gazu i pyłu, zaczynają krążyć po orbitach kołowych. Ale nadal są stosunkowo małe, do rozmiarów porównywalnych z Księżycem. W nieco dłuższej skali czasu oddziałują grawitacyjnie i uzyskują coraz bardziej ekscentryczne lub eliptyczne orbity. Oznacza to, że zaczynają się zderzać, ponieważ eliptyczne orbity przecinają się ze sobą – a więc planety powiększają się w wyniku zderzeń. Jeżeli końcowym rezultatem zderzeń jest to, że wszystkie kawałeczki stają się jedną lub kilkoma planetami, wówczas pozostają na one orbitach eliptycznych. Ale jeżeli w końcu stają się wieloma planetami, przyciąganie grawitacyjne między nimi powoduje, że tracą energię – i dlatego tworzą coraz bardziej kołowe orbity.

Naukowcy odkryli bardzo wyraźną korelację między liczbą planet a tym, jak kołowe są ich orbity. „Właściwie nie jest to niespodzianka, ale nasz Układ Słoneczny jest wyjątkowy w tym sensie, że nie jest znany żaden inny układ słoneczny z tyloma planetami co nasz. Więc być może należałoby się spodziewać, nasz Układ Słoneczny nie pasuje do tej korelacji. Ale tak jest! W rzeczywistości jest on właściwy!” – wyjaśnia profesor Uffe Gråe Jørgensen.

Jedynymi układami słonecznymi, które nie pasują do tej „reguły”, są układy z tylko jedną planetą. W niektórych przypadkach jest to spowodowane tym, że w tych układach jedna planeta krąży wokół gwiazdy w bardzo bliskiej odległości, ale w innych jest to spowodowane tym, że układy mogą w rzeczywistości zawierać więcej planet, niż początkowo zakładano. „W takich przypadkach uważamy, że odchylenie od reguły może pomóc nam odkryć więcej planet, które do tej pory były ukryte” – wyjaśnia Nanna Bach-Møller, pierwsza autorka artykułu naukowego. Jeżeli jesteśmy w stanie zobaczyć ekscentryczności orbity planety, to wiemy, ile innych planet musi się znajdować w układzie – i odwrotnie, jeżeli mamy liczbę planet, znamy ich orbity. „Byłoby to bardzo ważne narzędzie do wykrywania układów planetarnych, takich jak nasz własny Układ Słoneczny, ponieważ wiele egzoplanet podobnych do planet w naszym układzie byłoby trudnych do bezpośredniego wykrycia, gdybyśmy nie wiedzieli, gdzie ich szukać”.

Ziemia jest w szczęśliwym 1 procencie
Niezależnie od metody poszukiwania egzoplanet, rezultat jest taki sam. Tak więc w grę wchodzi podstawowa, uniwersalna fizyka. Naukowcy mogą to wykorzystać, aby powiedzieć: ile układów ma taką samą ekscentryczność jak nasz Układ Słoneczny? – które możemy następnie wykorzystać do oceny, ile układów ma taką samą liczbę planet jak nasz Układ Słoneczny. Odpowiedź jest taka, że tylko 1% wszystkich układów słonecznych ma taką samą liczbę planet, jak nasz układ, lub więcej. Jeżeli w Drodze Mlecznej jest 100 mld gwiazd, jest to jednak nie mniej niż miliard układów słonecznych. W ekosferze, czyli w pewnej odległości od swoich gwiazd, która pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym, znajduje się około 10 mld planet podobnych do Ziemi. Ale jest ogromna różnica między przebywaniem w ekosferze a obecnością życia czy rozwinięciem cywilizacji technologicznej, podkreśla Uffe Gråe Jørgensen. „Coś jest przyczyną tego, że nie ma tam zbyt wielu UFO. Kiedy rozpoczął się podbój planet Układu Słonecznego, następowało to dość szybko. Widzimy to w naszej własnej cywilizacji. Byliśmy na Księżycu, a na Marsie mamy już kilka robotów. Ale nie ma wielu UFO z miliardów planet podobnych do Ziemi w strefach nadających się do zamieszkania przy gwiazdach, więc życie i cywilizacje technologiczne są prawdopodobnie nadal dość rzadkie”.

Ziemia nie jest więc specjalnie wyjątkowa – chodzi o liczbę planet w układzie
Co więcej, niż bycie planetą wielkości Ziemi w ekosferze, jest potrzebne do życia? Co jest takiego specjalnego na naszej Ziemi i w naszym Układzie Słonecznym? Z punktu widzenia planety Ziemia nie jest czymś wyjątkowym. Ale może to może być liczba planet i ich natura. W naszym Układzie Słonecznym połowa planet to gazowe olbrzymy. Czy to możliwe, że istnienie dużych planet gazowych jest przyczyną naszego istnienia na Ziemi? Część tej debaty pociąga za sobą pytanie, czy duże planety gazowe, Saturn i Jowisz „kierowały” na Ziemię komety niosące wodę, gdy nasza planeta miała pół miliarda lat, umożliwiając formowanie się tutaj życia?

Jest to pierwszy raz, kiedy badanie wykazało, jak wyjątkowe jest to, że Układ Słoneczny jest domem dla ośmiu planet, ale jednocześnie pokazuje, że nie jest on całkowicie wyjątkowy. Nasz Układ Słoneczny kieruje się tymi samymi fizycznymi zasadami tworzenia planet, jak każdy inny układ słoneczny, po prostu znajdujemy się na niezwykłym końcu skali. I wciąż pozostaje pytanie, dlaczego dokładnie tutaj jesteśmy, aby móc się nad tym zastanawiać?

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Niels Bohr Institute

Vega

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *