Гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером

Гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером неоднократно выдвигались в истории астрономии. К середине XIX века стало известно, что между Марсом и Юпитером находится скопление объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами. Одно из возможных объяснений существования пояса астероидов — это распад на части некогда существовавшей между Марсом и Юпитером планеты^[1]. Данная теория не является общепризнанной^[2]. В настоящее время гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером являются основной альтернативой модели Ниццы в объяснении поздней тяжёлой бомбардировки^[3]. Представления о существовании такой планеты также фигурируют в научно-фантастической литературе.

Ранние предположения и правило Тициуса — Боде

См. также: Правило Тициуса — Боде

Первым предположение о существовании планеты между Марсом и Юпитером высказал Иоганн Кеплер в 1596 году. Он основывался на том, что между орбитами Марса и Юпитера есть большое пустое пространство^[4].

В 1766 году была сформулирована эмпирическая зависимость, приблизительно описывающая расстояния планет от Солнца, получившая название правила Тициуса — Боде. Согласно правилу, ещё не открытая планета должна была находиться на расстоянии 2,8 а. е.^[5]

Пояс астероидов

Когда в 1801 году была открыта Церера, она стала считаться пятой планетой Солнечной системы. Однако впоследствии были открыты ещё 3 астероида: Паллада (1802), Юнона (1804) и Веста (1807). Все они считались самостоятельными планетами, хотя и делившими общее орбитальное пространство согласно предсказанию закона Тициуса — Боде. С 1845 по 1851 год было открыто ещё 11 астероидов. К этому моменту астрономы стали классифицировать астероиды как малые планеты^[6]. Юпитер с этого момента вновь стал пятой планетой. В 2006 г. изменили понятие «планета», и Церера стала считаться карликовой планетой.

Фаэтон

Основная статья: Фаэтон (планета)

Одна из ранних попыток объяснить происхождение пояса астероидов была связана с существованием в прошлом планеты между Марсом и Юпитером, которая позже была разрушена. Учёные XIX века назвали эту планету «Фаэтон» в честь древнегреческого персонажа мифов. В пользу данной гипотезы свидетельствовали исследования химического состава астероидов: в них содержатся вещества, типичные для планет, в том числе вода в твёрдом агрегатном состоянии^[2]. Согласно лондонскому исследованию 1992 года, планета Фаэтон, если бы она существовала, находилась бы в зоне обитаемости Солнечной системы, на ней могла бы присутствовать атмосфера и вода в жидком виде, что могло бы привести к зарождению на ней жизни^[7].

Однако более поздние исследования опровергают эту гипотезу. Аргументами против являются очень большое количество энергии, необходимое, чтобы разрушить целую планету, крайне малая суммарная масса всех астероидов главного пояса, которая составляет лишь 4% массы Луны, и практическая невозможность формирования крупного объекта типа планеты в области Солнечной системы, испытывающей сильные гравитационные возмущения от Юпитера. Существенные различия химического состава астероидов также исключают возможность их происхождения из одного тела^[8]. Скорее всего, пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов.

Планета V

Основываясь на результатах математического моделирования, учёные NASA Джон Чемберс и Джек Лиссо предположили, что 4 миллиарда лет назад между Марсом и астероидным поясом существовала планета с эксцентричной и нестабильной орбитой. Они связывают эту планету, которую назвали «Планета V», и её исчезновение с «поздней тяжёлой бомбардировкой» в катархее^[9][2]. Эти учёные предполагают, что пятая планета закончила существование, упав на Солнце. В отличие от предыдущей теории, образование пояса астероидов не связывается с этой планетой.

Примечания

1. Masetti, M.; and Mukai, K. Origin of the Asteroid Belt  (неопр.). NASA Goddard Spaceflight Center (1 декабря 2005). Дата обращения: 25 апреля 2007. Архивировано 24 января 2012 года.
2. A NEW DYNAMICAL MODEL FOR THE LUNAR LATE HEAVY BOMBARDMENT  (неопр.). Chambers and Lissauer, NASA Ames. Дата обращения: 9 ноября 2006. Архивировано 8 сентября 2012 года.
3. Planet V Hypothesis // Encyclopedia of astrobiology. — Berlin: Springer, 2011. — 1796 с.
4. Between Jupiter and Mars, I Place a Planet (англ.). NASA. Дата обращения: 8 января 2012. Архивировано 8 сентября 2012 года.
5. Hoskin, Michael. Bode's Law and the Discovery of Ceres  (неопр.). Churchill College, Cambridge. Дата обращения: 12 июля 2010. Архивировано 24 января 2012 года.
6. Hilton, James L. When did asteroids become minor planets?  (неопр.) U.S. Naval Observatory. Дата обращения: 25 мая 2006. Архивировано из оригинала 25 мая 2000 года.
7. M. J. Fogg
8. Masetti, M.; and Mukai, K. Origin of the Asteroid Belt  (неопр.). NASA Goddard Spaceflight Center (1 декабря 2005). Дата обращения: 25 апреля 2007. Архивировано 24 января 2012 года.
9. Long-Destroyed Fifth Planet May Have Caused Lunar Cataclysm  (неопр.). Space.com. Дата обращения: 9 ноября 2006. Архивировано из оригинала 8 апреля 2002 года.

Литература

• Chambers J.E. On the stability of a planet between Mars and the asteroid belt: Implications for the Planet V hypothesis (англ.) // Icarus. — Elsevier, 2007. — August (vol. 189, iss. 2). — P. 386—400. — doi:10.1016/j.icarus.2007.01.016. Архивировано 4 июля 2020 года.