یک تیم از دانشمندان تحت حمایت ناسا به سوال پرسیده‌اند که اگر سیارات فراخورشیدی در مدار خورشید و در کنار سایر سیارات ما وجود داشتند، منظومه شمسی ما چگونه به نظر می‌رسید؟
قبل از کشف سیارات فراخورشیدی، بسیاری از دانشمندان فرضیه داشتند که منظومه‌های ستاره‌ای دیگری وجود دارند که مشابه منظومه شمسی ما هستند. اما بعداً کشف شد که این فرضیات درست نبوده و سیارات فراخورشیدی وجود دارند که با منظومه شمسی ما متفاوت‌اند. از آن زمان به بعد، سوالاتی درباره این موضوع پیش آمده‌اند: اگر چنین سیاراتی در مدارهای نزدیک به خورشید و در میان سیارات ما وجود داشته باشند، چه تأثیراتی بر منظومه شمسی ما خواهند داشت؟
با توجه به این فرضیه، دانشمندان مدل‌سازی‌هایی انجام داده‌اند تا اثرات چنین سیاراتی را بر منظومه شمسی ما بررسی کنند. نتایج این مدل‌سازی‌ها نشان می‌دهد که حتی یک سیاره فراخورشیدی کوچک در مدارهای نزدیک به خورشید می‌تواند تغییرات عمده‌ای در مدارهای سایر سیارات ایجاد کند. به عبارت دیگر، حتی کوچک‌ترین تغییر در مدار یک سیاره نزدیک به خورشید می‌تواند منظومه شمسی ما را به هم بریزد.
در نتیجه، اگر چنین سیاراتی در مدارهای نزدیک به خورشید موجود بودند، این تغییرات ممکن است موجب ویرانی منظومه شمسی و مدارهای سایر سیارات شود. این تحقیقات نشان می‌دهند که حتی وجود یک سیاره فراخورشیدی کوچک نزدیک به خورشید می‌تواند تأثیرات بسیار زیادی بر منظومه شمسی و سیارات آن بگذارد.
به گفته استفن کین، ستاره‌شناس دانشگاه کالیفرنیا، تصور کنید که سیارات فراخورشیدی مانند دنده‌های پیچیده‌ای در یک ساعت عمل کنند. اگر به این سیستم دنده‌های بیشتری افزوده شوند، همه چیز به هم می‌ریزد. به همین ترتیب، اگر سیارات فراخورشیدی در منظومه شمسی وجود داشته باشند، تأثیرات مخربی بر منظومه شمسی می‌گذاشتند.
منظومه شمسی ما به مدت طولانی به عنوان یک الگو برای سایر منظومه‌های سیاره‌ای در نظر گرفته می‌شد. اما اگر سیارات فراخورشیدی در مدارهای منظومه شمسی قرار می‌گرفتند، قطعاً نظم چرخش سیارات به دور خورشید به گونه‌ای متفاوت شکل می‌گرفت.
ماموریت‌های شکار سیارات فراخورشیدی ناسا، مانند کپلر و ماهواره‌های دیگر، به ستاره‌شناسان کمک کرده است تا درک کنند که چنین سیاراتی در کهکشان راه شیری بسیار متداول هستند.
این سیارات فراخورشیدی می‌توانند جرمی بین دو تا ۱۰ برابر جرم زمین داشته باشند. در یک شبیه‌سازی، آنها در فواصل مختلف در کمربند اصلی سیارک، میان مریخ و مشتری قرار گرفتند. یک ابر زمین در دو برابر فاصله بین زمین و خورشید قرار گرفت که منجر به هزاران شبیه‌سازی شد.
این نتایج نشان دادند که سیارات عطارد، زهره، مریخ و زمین به ویژه در مقابل تغییرات مداری آسیب‌پذیر هستند. برخی از آنها یا حتی همه چهار سیاره از منظومه شمسی بیرون رانده شدند. هیچ یک از هزاران شبیه‌سازی خروج مشتری یا زحل را نشان نداد. اما در موارد معدود، این دو غول گازی، سیارات دیگری از جمله خود ابرزمین را به بیرون پرتاب کردند و هرج و مرج در میان قمرهای آنها ایجاد کردند.
دانشمندان معتقدند که قمرها در مدارهای ثابتی به دور سیاره باقی نمی‌مانند، زیرا به بیرون از منظومه شمسی فرستاده می‌شوند. هنگامی که یک سیاره هفت برابر جرم زمین مثل Gliese 163c
بر خلاف سیارات زمینی، غول‌های گازی، به ویژه مشتری و زحل، کمتر تحت تأثیر سیاره‌های اضافی قرار گرفتند. مدارهای آنها فقط در مکان‌های رزونانس حرکت متوسط (MMR) کمی ناپایدار بودند، نقاط خاصی که دو سیاره دارای دوره‌های مداری ساده از یکدیگر هستند. (مشتری دقیقاً سه بار به ازای هر یک دور مشتری به دور خورشید می‌چرخد.)
بنابراین، هنگامی که یک ابر زمین در قسمت بیرونی کمربند سیارکی قرار می‌گیرد، در نهایت با مشتری و زحل در یک مدار قرار می‌گیرد. در نتیجه، مدار هر دو غول گازی به شکل تخم‌مرغی‌تر تغییر می‌کند، به‌طوری‌که ابتدا ابرزمین و سپس اورانوس حذف می‌شوند. مطالعات نشان دادند که در این موارد، حتی کوچک‌ترین تغییرات در بیرون منظومه شمسی، سیارات درونی را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال، مریخ چند میلیون سال پس از اورانوس به بیرون پرتاب شد.
بر این اساس، آنچه در این مطالعه دانشمندان را بیشترین تعجب راه‌انداخت، حساسیت معماری کلی منظومه شمسی به رزونانس‌های مشتری بود. به نظر می‌رسد که اگر یک سیاره به سمت انتهای کمربند سیارکی نزدیک به سه واحد نجومی یا معادل ۲۷۸ میلیون مایل یا ۴۴۷ میلیون کیلومتر فاصله گرفته باشد، اضافه کردن یک ابر زمین کمترین اشتباه را به دنبال دارد.
دانشمندان استدلال می‌کنند که به این ترتیب، با سیارات غول‌پیکر به حداقل تعامل خواهیم رسید و حتی تغییرات کمی می‌تواند تفاوت عظیمی در پایداری منظومه‌مان ایجاد کند. به این ترتیب، مشخص می‌شود که مشتری چقدر برای دینامیک منظومه شمسی اهمیت دارد و حتی تغییرات نسبتاً کوچک می‌توانند تفاوت‌های قابل توجهی در پایداری منظومه‌مان ایجاد کنند.
نقل و ادامه‌ی ویژگی‌های ابرزمین‌ها، در بیشتر منظومه‌های شمسی رایج هستند، زیرا سیارات غول‌پیکری مانند مشتری یک اتفاق نادر هستند. این مطالعه به محققان این امکان را می‌دهد که بررسی کنند آیا منظومه‌مان می‌تواند به طور ایمن سیاره‌های دیگری را بین مریخ و مشتری در خود جای دهد یا خیر و به نظر می‌رسد که پاسخ این سوال نه قاطع باشد.
نظرات کاربران