Компьютерная симуляция позволила увидеть Солнечную систему извне, такой, какой могли бы увидеть ее астрономы других звездных систем.

«Планеты Солнечной системы слишком тусклы, чтобы можно было бы наблюдать их с какой-нибудь далекой звезды, хотя существование Нептуна инопланетные астрономы могли бы установить достаточно легко. Его притяжение создает заметные пустоты в пылевом облаке, каким должна предстать для них Солнечная система, — рассказывает Марк Качнер (Marc Kuchner), один из авторов работа. — Надеемся, наше исследование позволит найти такие же нептуны и у других звездных систем».

«Пыль», о которой говорит ученый, это Пояс Койпера, место скопления великого множества мелких тел и объектов, ледяных обломков, частиц и прочего «мусора», откуда, как считается, и прилетают к нам редкие кометы. Расположен он далеко за орбитой Нептуна, примерно в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Скорее всего, он представляет собой более позднюю, разреженную версию газопылевых облаков, которые мы наблюдаем вокруг некоторых других звезд — таких, как Вега или Фомальгаут.

«Проведенная нами компьютерная симуляция позволила заглянуть в прошлое Пояса Койпера и увидеть, как выглядела Солнечная система в пору своей молодости», — добавляет еще один из авторов работы Кристофер Старк (Christopher Stark).

Объекты Пояса Койпера то и дело сталкиваются друг с другом, отламывая друг от друга массу осколков разной величины. Проследить их дальнейшую судьбу достаточно сложно, поскольку для мелких частиц существенным оказывается воздействие огромного количества разных сил. Это не только притяжение Солнца и планет, но и поток солнечного ветра, и нагрев солнечным излучением, и столкновение с другими мелкими обломками. То, как поведет частица под этими влияниями, во многом определяется ее размерами.

«Было ощущение, что провести обсчет этих столкновений и поведения мелких частиц просто невозможно, поскольку придется учитывать происходящее с огромным числом объектов, — поясняет Качнер. — Но мы нашли способ сделать это, и перед нами открылся совершенно новый пейзаж». Конечно, помощь ученым оказали не только эффективные модели и алгоритмы, но и мощь суперкомпьютера Discover, который создан для исследований климата. Он помог смоделировать судьбу около 75 тыс. пылевых частиц в их взаимодействии друг с другом, с планетами, Солнцем, солнечным ветром и излучением.

Размеры частиц в модели варьировали от 1,2 мм (игольное ушко) до 0,0012 мм (частицы сажи в дыме). Они «отправлялись в путь» по одной из трех типичных орбит объектов Пояса Койпера и с той частотой, с которой, насколько нам известно сегодня, такие частицы здесь образуются. За дальнейшей их судьбой следил суперкомпьютер, в результате представивший изображения Солнечной системы извне, как их можно было бы получить в ИК-диапазоне.

Влияние Нептуна на этих картинках очевидно: его притяжение меняет орбиты движения частиц, создавая разреженные области в окрестностях планеты. «Один из главных выводов, который мы можем сделать, — говорит Кристофер Старк, — состоит в том, что и в современной спокойной Солнечной системе влияние столкновений на жизнь Пояса Койпера очень велико. Оно приводит к быстрому разрушению крупных частиц». Пояс Койпера превращается в довольно плотное облако пыли на дальних границах Солнечной системы.

В прошлом Пояс Койпера был куда более заселен, как результат, столкновения здесь были более часты и пыль образовывалась с большей интенсивностью. В годы, когда Солнечной системе было всего 15 млн, 100 млн и 700 млн лет, соответственно, плотность этого пылевого облака была в 1000, 100 и 10 раз выше. Пояс Койпера был более плотным и узким, весьма напоминая плотные кольца, которые мы сегодня наблюдаем у той же звезды Фомальгаут.

Удивительно, что тот результат, которые получился в итоге, казалось бы, чисто теоретических построений и компьютерных расчетов, оказался настолько похожим на нечто, что можно фактически наблюдать в телескоп. Похоже, это говорит о том, что расчет — верен.

Читайте также о крайне необычном обитателе Пояса Койпера, который пришлось назвать соответственно — Дракулой — «Объект наоборот».

По сообщению NASA