Sejak Copernicus, para saintis perlahan-lahan menjauhkan Bumi dari "pusat alam semesta" yang telah ditentukan. Para saintis sekarang mengakui bahawa Matahari adalah bintang biasa, tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin, tidak terlalu terang, tidak terlalu redup, terletak di tempat yang rawak di galaksi lingkaran biasa. Oleh itu, ketika teleskop Kepler mulai mencari planet pada tahun 2009, para saintis diharapkan dapat menemukan sistem planet yang akan menyerupai sistem suria kita.
Sebaliknya, Kepler menemui jenis planet yang hilang di sistem suria kita. Ternyata ada lebih banyak eksoplanet daripada yang kita sangka: dari "Musytari panas" (planet ukuran Musytari) hingga "bumi super" (planet padat besar yang lebih besar daripada kita sendiri). Dari 1,019 planet yang disahkan dan 4,178 calon yang ditemui setakat ini, hanya satu sistem yang serupa dengan planet kita: dengan planet daratan berhampiran bintang dan dengan planet gergasi yang agak jauh.
"Kami tidak tahu mengapa sistem suria kami berbeza dan kami ingin mendapatkan jawapannya," kata saintis planet Kevin Walsh dari Southwestern Research Institute di Colorado kepada majalah Astrobiology.
Dalam usaha membandingkan Matahari dan planet-planetnya dengan sistem bintang baru yang ditemui oleh Kepler, sepasang ahli astronomi mencadangkan bahawa sebagai seorang pemuda, sistem suria kita mungkin mengandung sebanyak empat planet yang mengorbit lebih dekat ke Matahari daripada Venus, dan bahawa setelah beberapa pertembungan bencana, hanya Mercury yang terselamat. …
"Salah satu masalah dalam sistem suria kita adalah bahawa menurut standard Kepler, Mercury terlalu jauh dari Matahari," kata saintis planet Katrin Volk dari University of British Columbia.
Wolf dan rakannya Brett Gladman dari universiti yang sama mencadangkan bahawa pada awal kehidupan, kebanyakan bintang dikelilingi oleh "sistem planet dalaman yang kemas" (STIP). Lama kelamaan, perlanggaran memusnahkan banyak planet ini, menjadikannya hampir 5-10% bintang yang diperhatikan hari ini.
Tetapi walaupun hanya beberapa sistem yang diperhatikan mengandung STIP, Wolf percaya bahawa mereka pernah berlaku - dan Matahari dapat menjadi salah satu sistem seperti itu, planet dalamnya yang asli hancur.
"Sekiranya STIP terbentuk dengan mudah, ada kemungkinan untuk menemukannya di sekitar semua bintang, setelah 90% daripadanya hancur," kata Wolf.
Video promosi:
Walsh tidak terlibat dalam kajian ini, tetapi mengalu-alukan kerja Wolf dalam memadankan sistem suria dengan sistem planet lain melalui penggunaan model untuk mencari planet yang tidak kelihatan yang mungkin ada pada masa lalu.
"Kita boleh mengatakan bahawa kita tidak pernah memikirkannya sebelumnya. Kami selalu berusaha memadankan planet-planet yang kami lihat, tetapi bukan planet-planet yang tidak kami lihat. Sekarang kita melihatnya di sekitar bintang lain, jadi ini adalah soalan yang baik."
Wolf dan Gladman menyedari bahawa sebilangan kecil STIP dapat menjelaskan mengapa sistem suria kita sangat berbeza. Sepasang saintis mengambil 13 sistem yang diperhatikan Kepler yang mengandungi lebih dari empat planet dalaman dan menjalankan simulasi 10 juta tahun mereka. Pada sepuluh kali, planet-planet kecil mengalami perlanggaran keras yang mengubah struktur sistem planet. Menurut para saintis, sisa-sisa itu cenderung kekal stabil selama lebih dari 10 juta tahun.
Pasukan itu kemudian menjalankan satu lagi siri simulasi dalam jangka masa yang panjang untuk memahami bagaimana sistem berkembang ketika mereka menjadi lebih stabil, dan untuk mengetahui bagaimana perlanggaran diedarkan dari masa ke masa. Mereka mendapati separuh daripada sistem bertembung tetapi tidak menunjukkan tanda-tanda bencana sebelumnya. Sistem pelanggaran tetap stabil sepanjang hayatnya sebelum planet-planet mula bertembung antara satu sama lain.
Pemodelan menunjukkan bahawa setelah 5 juta tahun, kira-kira 5-10% STIP dalam sampel masih tidak mencapai kestabilan. Oleh kerana STIP hanya dilihat pada 5-10% sistem planet yang diperhatikan oleh Kepler, ini dapat berarti bahawa mereka semua dilahirkan dengan STIP, tetapi 90% dari STIP dihancurkan pada saat pemerhatian Kepler.
"Sekiranya setiap bintang pernah mempunyai sistem STIP, itu berarti kita (pereka fesyen) tidak membuatnya pada saat planet ada," kata Walsh. - Kami selalu berusaha membina model untuk mendapatkan empat planet pepejal kami, mengabaikan kemungkinan tiga hingga lima planet membentuk lebih banyak Bumi di dalam orbit Mercury. Sungguh luar biasa! ".
Sekiranya semuanya berlaku, Bumi akan berhenti menjadi pengecualian aneh terhadap peraturan pembentukan planet, seperti yang ditunjukkan oleh pemerhatian secara rawak. Sebaliknya, ia sesuai dengan sempurna dan tidak memerlukan penjelasan khas untuk keberadaannya. Sekiranya sistem suria - dan bumi, jarang berlaku, ini boleh mempengaruhi kelaziman hidup di alam semesta; tetapi jika ia mengikuti proses pembentukan sistem planet yang biasa, maka tidak akan ada yang luar biasa mengenainya.
Merkuri telah lama menjadi masalah bagi para saintis planet. Selain berada jauh dari Matahari daripada kebanyakan planet yang dilihat oleh Kepler, Mercury dipenuhi dengan unsur-unsur berat. Satu hipotesis mengenai komposisi peliknya termasuk perlanggaran yang menyapu kerak cahaya dari planet ini dan meninggalkan lapisan besi yang padat.
Pada masa yang sama, model sistem suria mengembalikan terlalu banyak bahan untuk menjelaskan Mercury sahaja. Untuk membentuk satu planet yang mengorbit Merkurius, simulasi memerlukan jurang yang tidak biasa - sempadan tiruan - dalam debu yang mengelilingi Matahari muda yang akan membentang hampir separuh dari orbit Bumi saat ini. Sekiranya jurang meluas hingga ke bintang, seperti yang dipercayai oleh kebanyakan saintis, cakera ini mesti mengandungi terlalu banyak bahan.
Sekiranya kebanyakan sistem planet mengandungi STIP ketika terbentuk, sistem suria muda mungkin juga memilikinya. Menurut Wolf, senario seperti itu akan menghilangkan kebutuhan akan jurang buatan ke cakera dalam dan akan menjelaskan planet kaya besi. Pertembungan juga memungkinkan komposisi Mercury yang padat.
Untuk menguji kemungkinan ini, Wolf dan Gladman melakukan simulasi yang menambahkan empat planet dengan jisim Bulan dan mengorbit kurang dari separuh jarak dari Bumi ke Matahari. Planet-planet ini tidak akan mempengaruhi pembentukan Venus, Bumi, dan Marikh selama 500 juta tahun, walaupun bertabrakan antara jiran-jiran mereka yang kukuh. Kepler datang ke senario ini semasa simulasi pertama.
"Tidak jarang mempunyai beberapa planet yang tidak stabil dan yang lain tidak merasakan apa-apa," kata Wolf.
Ketika planet-planet dalaman kecil bertembung satu sama lain, mereka bertemu dengan satu daripada dua takdir. Dalam beberapa kes, massa planet yang bertabrakan ditembak, tetapi kemudian disatukan menjadi beberapa badan. Dalam senario lain yang lebih merosakkan, kurang daripada 10% jisim asal kekal, dan selebihnya meletup menjadi kepingan kecil, berpusing ke arah bintang atau planet lain. Perbezaannya sering bergantung pada seberapa pantas planet bergerak, bertembung antara satu sama lain; seperti perlanggaran kereta, kelajuan tinggi menyebabkan kehancuran besar.
Walaupun pengamatan Kepler yang lain mengenai sistem STIP menunjukkan bahawa tiga atau lebih badan besar disatukan menjadi satu atau dua planet jangka pendek, sistem suria kita nampaknya hancur hingga akhir. Kami hanya tinggal seorang yang masih hidup.
