Как известно Плутон – это карликовая планета и самый большой объект в поясе Койпера. Он совершает один орбитальный оборот вокруг Солнца за 248 земных года. Причем часть его орбиты проходит внутри орбиты Нептуна. А раз так, возникает вопрос: почему эти два мира никак не столкнутся в апокалипсисе? С момента формирования Солнечной системы прошло уже несколько миллиардов лет, а эти две планеты до сих пор целы и невредимы.
А все дело в том, что Плутон и Нептун никогда не проходят через одну и ту же точку в пространстве. Эллиптическая орбита Плутона наклонена на 17 градусов к эклиптике и это позволяет ему избегать столкновения.
Но что насчет будущего?
У орбиты Плутона есть два замечательных эффекта обеспечивающих ему полную безопасность. Когда он максимально приближается к Солнцу он колеблется в вертикальном и в радиальном направлении. Эти колеблющиеся орбитальные эффекты носят название широтной и азимутальной либрацией.
Широтная либрация всегда помещает Плутон высоко над Нептуном во время их наибольшего сближения, а азимутальная гарантирует, что Плутон никогда не пересечет орбиту Нептуна в пределах 90 градусов от ледяного гиганта.
Эти свойства являются следствием так называемого орбитального резонанса между двумя мирами. Плутон и Нептун находятся в резонансе 3/2, что означает, что, когда Нептун совершает три оборота вокруг Солнца, Плутон делает ровно два. Как только они начинают выходить из синхронизации, их взаимное гравитационное притяжение подталкивает их обратно в точно поставленную схему движения.
В результате обе планеты никогда не сближаются менее чем на 16 астрономических единиц (1 а.е. – примерно 150 миллионов километров).
Однако, в конце прошлого века компьютерное моделирование показало, что орбита Плутона несколько хаотична и в течение последующих нескольких миллиардов лет планета должна либо столкнуться с другим крупным объектом, либо вообще вылететь из Солнечной системы. А 31 марта 2022 года в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» вышла большая статья, в которой исследователи подробно расписывают, почему орбита Плутона испытывает такой хаотичный эффект.
Исследователи провели серию компьютерных симуляций Солнечной системы, в которых отслеживали эволюцию орбиты Плутона с момента его образования. В результате ученые с удивлением обнаружили, что виновником такого поведения Плутона является Уран, что это он подталкивает карликовую планету к хаотической орбите.
Но, если Нептун вносит наибольший вклад в стабилизацию азимутальной либрации Плутона, что же вносит стабильность в широтную либрацию Плутона? Оказалось, это Юпитер. Несмотря, но то, что Юпитер находится далеко от Плутона он все равно оказывает на него свое гравитационное влияние. Именно Юпитер наиболее ответственен за особенность орбиты Плутона, позволяющую ему избегать столкновений.
И пока наша Солнечная система сохраняет некоторый орбитальный статус-кво мы не должны ожидать никаких планетарных сюрпризов и фейерверков.
