20-07-2023
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.
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]
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.
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.
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.
Гипотезы о существовании планеты между Марсом и Юпитером.