Měla sluneční soustava pět velkých planet?

Poloha Země ve „zlaté zóně“ sluneční soustavy je možná výsledkem vypuzení páté velké planety ze sluneční soustavy během prvních 600 miliónů let její existence. Vyplynulo to z analýzy populace transneptunických planetek známých jako Kuiperův pás a četnosti a uspořádání kráterů na Měsíci. Autorem článku, v němž je publikován tento závěr, je Dr. David Nesvorný ze Southwest Research Institute.

Nesvorný a jeho tým simulovali na počítači ranou sluneční soustavu a její vývoj. Výsledkem simulace bylo, že raná sluneční soustava měla docela jinou konfiguraci planet než dnes, a chaotické změny v ní patrně dostaly Zemi do její dnešní vzdálenosti od Slunce. Vědci interpretují vodítka jako důkazy, že dráhy Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu byly ovlivněny dynamickými nestabilitami v době, kdy byla sluneční soustava stará asi půl miliardy let. Má se zato, že tato nestabilita pomohla zvětšit vzdálenosti mezi velkými planetami za současného rozptýlení menších těles. Malá tělesa se tak dostala do vnitřní i vnější části sluneční soustavy. Některá tělesa skončila v Kuiperově pásu, jiná dopadla na terrestrické planety nebo Měsíc. Jupiter pravděpodobně převáděl malá tělesa na vzdálenější dráhy, a sám se přitom přiblížil ke Slunci.

Že Jupiter vznikl ve větší vzdálenosti od Slunce, než ve které dnes obíhá, je známo již delší dobu. Pro tuto skutečnost svědčí především jeho chemické složení [2].

Jeden problém hypotézy spočívá v tom, že pomalé změny Jupiterovy dráhy by mnohem pravděpodobněji dodaly malým tělesům příliš velkou hybnost. Přidaná hybnost by byla mohla způsobit srážku Země s Venuší nebo Marsem.

V určité části období nestability se dráha Jupiteru vícekrát rychle změnila v souvislosti s přemístěním Uranu a Neptunu na jejich dnešní dráhy.

Nesvorný a jeho tým provedli tisíce počítačových simulací, kterými se pokusili namodelovat ranou sluneční soustavu za účelem testování teorie „poskakujícího Jupiteru“. Nesvorný přitom zjistil, že při „skocích“ Jupiteru mezi drahami došlo v simulacích pokaždé k vyhození buď Uranu nebo Neptunu ze sluneční soustavy. Něco nesedělo. Nesvorný proto zavedl předpoklad, že sluneční soustava obsahovala ještě jednu velkou planetu typu Jupiteru, podobnou Uranu nebo Neptunu. Simulace poté dávala realistické výsledky. Jedna planeta byla ze sluneční soustavy vypuzena a Uran i Neptun v ní zůstaly a vnitřní, terrestrické planety byly nedotčeny.

Hypotéza, podepřená simulacemi, že sluneční soustava měla ještě jednu velkou planetu, je v souladu s nedávným objevem, že v naší galaxii existuje velké množství planet typu Jupiteru neobíhajících kolem žádné hvězdy. Takovýchto planet je možná víc, než hvězd a hnědých trpaslíků.

Celý původní článek Davida Nesvorného najdete na http://arxiv.org/pdf/1109.2949v1.