Создание планетарных систем, которые могут существовать миллиарды лет на одной орбите

Отпуск может быть весьма приятным. Посетите другие города, поваляйтесь на солнце на пляже или устройтесь поудобнее на уютном горном курорте. Но в то время как направления великолепны, путешествие само по себе может быть рутиной. Толпы, заполненные рейсы, задержки. Было бы здорово, если бы к месту назначения был какой-то короткий путь.

А теперь представьте отдыхающих галактической империи. Приятно посетить алмазные берега планеты Exoticon 5, но никому не нравится полет в гиперпространстве. Так почему бы не приблизить эти миры к дому? Это идея исследования, недавно опубликованного в MNRAS. По сути, оно показывает, как сверхразвитая цивилизация может разместить множество планет в обитаемой зоне одной звезды.

Одним из недостатков обитаемых зон является то, что они, как правило, имеют довольно узкий диапазон расстояний.

В Солнечной системе, например, Венера слишком близко к Солнцу, а Марс слишком далеко, чтобы любая из них находилась в обитаемой зоне Солнца. Если в будущем мы станем сверхразвитым видом, мы можем приблизить венерианскую и марсианскую орбиты к Земле, но это само по себе может вызвать некоторые проблемы.

В частности, если орбиты слишком похожи, гравитационные возмущения могут сделать все три орбиты нестабильными в течение тысяч лет, что разрушит весь смысл перестройки нашей системы.

К счастью, есть способ заставить два мира иметь очень похожие орбиты. Мы видим это на примере двух спутников Сатурна, Эпиметея и Януса. Большую часть времени один из них имеет немного более близкую орбиту к Сатурну, что означает, что он движется быстрее, пока почти не догонит другого.

Затем две луны исполняют небольшой гравитационный танец, когда внешняя луна притягивается внутрь, а внутренняя — наружу. Таким образом, две луны никогда не сталкиваются, хотя по существу находятся на одной и той же орбите. Относительно Эпиметея Янус прослеживает путь в форме подковы, поэтому их называют подковообразными орбитами.

В принципе, два похожих на Землю мира, вращающихся вокруг звезды, подобной Солнцу, могут иметь взаимные подковообразные орбиты, таким образом разделяя общую обитаемую зону. Есть примеры захвата малых тел на подковообразную орбиту с Землей, но они, как правило, нестабильны. Орбиты становятся более устойчивыми, если тела имеют одинаковую массу.

В новом исследовании ученые хотели выяснить, сколько миров может быть размещено на одной и той же орбите.

Они начали с предположения, что все миры будут иметь массу Земли и будут вращаться вокруг звезды, подобной Солнцу, на расстоянии одной астрономической единицы (а.е., 150 млн. км.).

Астрономы обнаружили, что по мере добавления большего количества планет орбиты становятся немного более изменчивыми, но можно разместить до 24 земных миров в стабильные подковообразные резонансы. При правильной настройке орбиты этих миров будут оставаться стабильными в течение миллиардов лет.

Ученые пошли дальше, чтобы изучить, как такая система может выглядеть на расстоянии многих световых лет. Если бы орбиты такой системы были выровнены так, чтобы проходить перед своей звездой с нашей точки зрения, мы могли бы обнаружить их как экзопланеты, используя метод транзита. Такая странная система могла бы доказать существование сверхразвитой цивилизации.

Мы вряд ли обнаружим такую ​​необычную систему, но это фантастическая идея, особенно если вы попытаетесь представить, как выглядело бы наше ночное небо, если бы оно было заполнено 23 другими Землями.