Dnešní Sluneční soustavu zná každé děcko. Naše planety, od rozpáleného Merkuru až po zmrzlý Neptun, jsou přehlídkou fantastických světů, pravda poněkud nehostinných, a my máme pocit, že takhle nějak funguje správný hvězdný systém. Jenže, co když na začátku vypadala Sluneční soustava podstatně jinak?


Časopis americké Národní akademie věd PNAS nedávno online publikoval článek Konstantina Batygina z Caltechu a Gregoryho Laughlina z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, v němž dotyční pánové propočítali dost odlišnou podobu mladé Sluneční soustavy. Vnitřní část Sluneční soustavy podle nich tvořily superzemě, tedy planety větší než Země, ale menší než Neptun. Během historie se s nimi ale stalo něco strašlivého, protože dneska v našem hvězdném systému očividně nejsou. Podle Batygina s Laughlinem v tom měl prsty Jupiter.


Vědci navrhli a propočítali scénář, v němž se majestátní plynný obr Jupiter na počátku věků vydal na pouť ke Slunci a pak zase zpět do vnější části Sluneční soustavy. Vycházejí přitom z takzvané Hypotézy velké změny kurzu (Grand Tack Hypothesis), podle které si v prvních pár milionech let existence Sluneční soustavy Jupiter pořádně zařádil. A jako nemilosrdný antický bůh přitom zlikvidoval první generaci vnitřních planet Sluneční soustavy.


Jak se totiž Jupiter pohyboval směrem ke Slunci, tak s sebou táhl planetesimály, čili zbylé zárodky planet, tak kolem velikosti 100 km. Planetesimály podle Batygina a Laughlina vyvolaly řetězce hlučných srážek, které se rozeběhly napříč vnitřní částí Sluneční soustavy. V chaosu těchto srážek a změn oběžných drah zmizela i první generace vnitřních planet. Pokud to tak skutečně bylo, musela to být úžasná podívaná. Superzemě padající do ohnivé náruče Slunce. Asi tak z 10 procent původního materiálu vnitřních planet Sluneční soustavy pak prý vznikly nám důvěrně známé vnitřní planety Merkur, Venuše, Země a Mars.


Jestli mají Batygin a Laughlin pravdu, tak jejich scénář může osvětlit řadu záhad, které doprovázejí aktuální rozestavení těles ve Sluneční soustavě a jejich samotnou povahu. Zároveň by se mohlo vyjasnit, proč jsou jiné hvězdné systémy u hvězd podobných Slunci v některých věcech odlišné od Sluneční soustavy. Je to vážně docela nápadné.


Například, ve Sluneční soustavě neobíhá kolem Slunce uvnitř dráhy planety Merkur nic, co by stálo za řeč. Jen nějaké kosmické smetí. Jenže v řadě hvězdných systémů obíhá hvězdu v těsné blízkosti, výrazně blíž než náš Merkur, jedna nebo i víc planet, které bývají podstatně hmotnější než Země. Na druhou stranu, v tomhle může být zásadní problém Batyginovy a Laughlinovy práce. Leccos nasvědčuje tomu, že prozatím pozorujeme hlavně takové exoplanety, které jsou velké a obíhají blízko hvězdy. Zatím jen těžko soudit, jak vypadá běžný hvězdný systém Mléčné dráhy.


Dvojice badatelů sice své představy nemohla prohnat experimentem, i tak ale vymysleli rafinovaný způsob, jak si je ověřit. Vypůjčili si k tomu planetární systém Kepler-11, kde ve vzdálenosti 2 tisíce světelných let od nás obíhá kolem hvězdy podobné Slunci nejméně šest pořádně horkých exoplanet.

Pět z nich je hvězdě blíž než náš Merkur a šestá není o mnoho dál. Každá z nich je větší než Země a celá šestice planet soustavy Kepler-11 dohromady váží asi jako 40 Zemí. Batygin a Laughlin si sjeli simulace, v nichž mladým systémem Kepler-11 cestoval plynný obr podobný Jupiteru, a jejich výsledek byl více než výmluvný. Chaos planetesimál, vyvolaný pohybem plynného obra, v simulacích rozboural oběžné dráhy původních superzemí a nešťastné planety spolykalo Slunce během pouhých 20 tisíc let.


Autoři studie jsou přesvědčeni, že superzemě mladičké Sluneční soustavy a stejně tak i většina superzemí, o nichž víme v okolním vesmíru, mají atmosféru s vysokým obsahem vodíku. Dnešní terestrické planety Sluneční soustavy podle nich vznikly 100 až 200 milionů let po zrození Slunce v době, kdy už v protoplanetárním disku nezbyl skoro žádný vodík a helium. Znamenalo by to, že planety jako Země jsou dost výjimečné, což by mělo závažné důsledky pro obyvatelnost cizích planet a vůbec pro výskyt života ve vesmíru. V zájmu budoucí kolonizace planet doufejme, že se Batygin a Laughlin v tomhle ohledu mýlí.






Video:  Gregory Laughlin "Probing the Galactic Planetary Census". Kredit: UC-HiPACC.



Literatura

University of California Santa Cruz 23. 3. 2015, PNAS online 23. 3. 2015, Wikipedia (Grand Tack Hypothesis).