Необычную версию опубликовали астрономы из американского Университета штата Аризона, по их мнению около 4 млрд лет назад, сразу после завершения формирования Солнечной системы, две предпоследние планеты — Уран и Нептун поменялись орбитами. Свои доводы они намерены опубликовать в ближайшем номере научного журнала Astrophysical Journal.
В Аризоне говорят, что базируясь на расчетах плотности вещества, завершавшей тогда формирование солнечной туманности, можно говорить что изначально Уран был на месте Нептуна и наоборот. Солнечная туманность представляла собой огромный диск из газа и пыли, в центре которого уже светило молодое Солнце, а в самом диске уже активно формировались планеты. Одной из основных характеристик диска является его плотность или, так называемая масса на регион, именно на основании этого показателя можно более или менее точно определить как быстро формировались в том или ином регионе системы планеты, а также какие химические элементы конкретный регион содержал.
Ученые отмечают, что на сегодня очень трудно наблюдать за распределением плотностей вещества в протопланетарных дисках других систем, так как все они расположены довольно далеко от нашей планеты.
За 30 лет наблюдений большая часть исследователей за точку отсчета брали такой параметр, как Минимальная масса Солнечной туманности. Идея этого параметра довольно проста: за минимальный объем плотности берутся каменные компоненты, водород и гелий, таким образом, чтобы масса этих компонентов соответствовала массе каждой планеты в системе, и распределяется равномерно по всей орбите движения этой планеты. Таким образом, за Минимальную массу можно принять возможную массу Солнечной туманности. Практические наблюдения показывают, что в других формирующихся планетарных системах этот параметр примерно равен нашему.
«Исходя из этой модели невозможно объяснить, почему одни планеты совсем крошечные, например Меркурий, а другие настоящие гиганты, например Юпитер. С учетом размеров и структуры Юпитера можно было бы говорить о том, что он формировался на миллионы лет дольше, чем другие планеты, а на Уран и Нептун либо просто не осталось материала, либо они формировались вообще миллиарды лет. Но это невозможно — наша Солнечная система не такая старая», — говорит астрофизик из Университета Аризоны Стив Деш.
Существует и еще одна модель — Ниццианская модель (от названия французского города Ницца). Она базируется на более сложных параметрах и частично объясняет процессы формирования Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а также пояса Койпера, расположенного за ними.
Однако все современные компьютерные симуляции, проведенные с учетом существующих на сегодня научных данных о Солнечной системе и Ниццианской модели, говорят о том, что например Нептун, первоначально был расположен почти на 50% ближе к Солнцу, а впоследствии из-за перераспределения масс Уран и Нептун поменялись орбитами.
Вместе с тем, специалисты говорят, что доказать эту рокировку на практике уже невозможно, так как она имела место около 4 млрд лет назад.
«Скорее всего, реальная плотность солнечной туманности была совсем иной, нежели считается на сегодня. Она была гораздо больше. Именно высокая плотность и может объяснить быстрое и одномоментное формирование таких разных планет. Однако вместе с этим, более высокая плотность также говорит и о том, что изначально планеты были расположены гораздо ближе друг к другу, а Уран и Нептун были вообще чуть ли не спутниками друг друга. Это отчасти подтверждает и структура их строения — они являются парой планет наиболее похожих друг на друга из всей Солнечной системы», — говорит Деш.
По его словам, формирование этих планет также шло значительно быстрее, не миллиард лет, как считалось ранее, а около 10 млн лет. «Это очень важно при понимании процессов формирования, так как Уран и Нептун в общей сложности содержат водорода больше чем на Земле, а наблюдения за другими протопланетарными дисками показывают, что большие скопление этих легких газов в свободном состоянии не пребывают более 10 млн лет», — говорит он.
«Основываясь на данных массы солнечной туманности на сегодня можно с довольно высокой точностью предполагать, что примерно первые 650 млн лет существования Солнечной системы Нептун был фактически ближе к Солнцу, чем Уран. Сейчас все наоборот», — резюмирует Деш.