Стабильность земной орбиты зависит от Юпитера

По сравнению с другими планетами, земная орбита весьма стабильна. Минимальный эксцентриситет и колебания угла наклона земной оси способствуют поддержанию на на ней условий, способствующих стабильному существованию жизни.

Конечно, с течением времени  климат Земли может претерпевать сильные изменения (вспоминаем ледниковые периоды) — но они были бы намного драматичнее, будь орбита нашей планеты менее стабильной. И вот, группа австралийских ученых решила изучить роль, которую оказывает Юпитер на земную орбиту. Они уже проводили подобное исследование в 2013 году, но в этот раз значительно увеличили его размах.


Итак, чтобы проверить, как именно орбита Юпитера влияет на Землю, было создано 399 симуляций орбит газового гиганта пролегающих в диапазоне между 3.2 и 7.2 а.е. от Солнца (в реальности Юпитер находится на расстоянии 5.2 а.е.). Для каждой из этих орбиты было создано еще по 399 симуляций с ее разными эксцентриситетами. Итого получился 159 201 вариант орбиты Юпитера.

Первый и самый ожидаемый результат — в большинстве случаев изменение орбиты газового гиганта приводило в разлад все остальные планеты. 74% симуляций закончились  дестабилизацией Солнечной системы в течение следующих 10 миллионов лет — некоторые сценарии приводили к выбросу и даже столкновению планет. Как правило, нестабильность возникала при любом изменении эксцентриситета гиганта. Но даже когда Юпитер оставался на близкой к круговой орбите, то на дистанциях в 4.25 и 4.95 а.е. все заканчивалось плохо. В то же время, на орбитах находящихся на расстоянии 4.5 и 6 а.е. от Солнца Юпитер вступал с Сатурном в орбитальный резонанс, и Солнечная система сохранялась в нынешнем виде.

Что касается ситуаций, когда Солнечная система сохраняла стабильность, то переход Юпитера на более близкую орбиту приводил к заметному ускорению т.н. циклов Миланковича — изменений количества достигающего Земли солнечного света связанных с долгосрочными колебаниями ее орбиты. Многие ученые прямо связывают циклы Миланковича с эпохами оледенения. В некоторых случаях, орбита планеты менялась так сильно, что в перигелии она приближалась к Солнцу ближе Венеры, а в афелии уходила за орбиту Марса. С другой стороны, отдаление Юпитера также может приводть  к дисбалансу земной орбиты. Особенно сильно все эти эффекты проявлялась, когда Юпитер находился на орбитах расположенных на расстояниях 4.1, 4.7 и 6.3 а.е. от Солнца.


Если подвести этому краткий итог всему вышесказанному — с Юпитером шутки плохи. Нам очень повезло, что он находится на своей нынешней орбите.