Zemljinu putanju oko Sunca u računalnom bi modelu mogla dijeliti čak 42 svijeta mase našeg planeta. Morali bi biti ravnomjerno raspoređeni duž putanje, u sustavu drukčijem od današnjega Sunčeva sustava. Broj planeta koji mogu kružiti oko zvijezde ne ovisi samo o prostoru između nje i najudaljenije orbite.
Sunčev sustav ima osam poznatih planeta, no to nije univerzalna granica. Pitanje koliko bi ih se još moglo smjestiti oko Sunca zapravo ima dva različita značenja: koliko bi dodatnih planeta podnio postojeći sustav i koliko bi ih stalo u potpuno drukčiji, zamišljeni raspored. Prsten od 42 planeta pripada ovom drugom slučaju.
Zašto praznina između planeta vara
Na crtežu Sunčeva sustava između susjednih orbita ostaje mnogo praznog prostora. No planet nije lopta koju treba samo ugurati u dovoljno velik procijep. Svaki planet privlači susjede i pomalo mijenja njihovo gibanje. Važno je što se s tim utjecajima događa nakon milijuna obilazaka oko zvijezde.
Ako su putanje preblizu, poremećaji se mogu pojačavati dok ne dođe do bliskog susreta, sudara ili izbacivanja nekog tijela. Razmak koji je dovoljan za dva mala planeta ne mora biti dovoljan za dva plinovita diva. Zato ne postoji jedan broj koji bi vrijedio za sve moguće mase i rasporede.
Zajednička orbita na prvi pogled zvuči još rizičnije. Ipak, dijeljenje putanje ne znači da se tijela moraju sustići i sudariti. Uz odgovarajući raspored mogu zadržavati razmak ili se gibati tako da izbjegavaju bliske susrete.
Kako na jednu putanju stanu 42 Zemlje
U zamišljenim sustavima koje je astrofizičar Sean Raymond opisao 2017., polazeći od ranijih simulacija Andrewa Smitha i Jacka Lissauera, planeti jednake mase ravnomjerno su raspoređeni duž kružne putanje. Za tijela Zemljine mase na Zemljinoj udaljenosti od zvijezde Sunčeve mase takav prsten može sadržavati do 42 planeta i ostati stabilan milijardama godina u idealiziranom modelu.
Raymond je zatim razmatrao više takvih prstenova unutar nastanjive zone, područja oko zvijezde u kojem bi na planetu uz odgovarajuću atmosferu mogla postojati tekuća voda. U jednom je primjeru smjestio 252 planeta Zemljine mase na šest putanja. Za taj je raspored naveo stabilnost u simulaciji tijekom najmanje deset milijuna godina.
To nisu otkriveni svjetovi, nego hipotetski planeti u računalnom modelu. Riječ je o misaonom pokusu provjerenom računanjem gibanja. On pokazuje kakav bi raspored mogao opstati, ali ne objašnjava kako bi takav sustav nastao prirodnim putem. Položaj u nastanjivoj zoni također nije potvrda povoljnih uvjeta na površini. Model ne podrazumijeva dodavanje planeta između postojećeg Merkura, Venere, Zemlje i ostalih članova Sunčeva sustava.
Dijeljenje orbite ima stvarne primjere
NASA-ino objašnjenje Lagrangeovih točaka pokazuje jednostavniji primjer istog šireg problema. U sustavu zvijezde i planeta postoje područja približno 60 stupnjeva ispred i iza planeta u kojima se manja tijela mogu dugotrajno zadržavati. Jupiterovu orbitu tako dijele trojanski asteroidi.
Asteroidi nisu dodatni planeti, a trojanska postava nije isto što i ravnomjerno popunjen prsten. Ipak, oba primjera pokazuju zašto pravilo jedan planet na jednoj putanji nije temeljni zakon orbitalne mehanike. Kozmos je ranije pisao i o mogućem trojanskom materijalu u sustavu PDS 70; tadašnji nalaz oblaka nije bio potvrda drugog planeta.
Stabilnost ima svoju cijenu
U radu objavljenom 2023. u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Raymond i suradnici provjerili su kako takvi prstenovi podnose uljeza. Jedno tijelo koje presijeca njihovu putanju, mase usporedive s jednom do nekoliko Mjesečevih masa, u ispitivanim je slučajevima moglo poremetiti sustave sa šest, devet, 18 ili 42 planeta Zemljine mase na udaljenosti jedne astronomske jedinice.
Neki poremećeni prstenovi prelazili su u drukčiji stabilan raspored, u kojem susjedi periodično mijenjaju svoj međusobni položaj, dok su se drugi destabilizirali. Studija je obuhvatila nagle poremećaje koje izaziva jedno tijelo. Sporiji, dugotrajni utjecaji drugih planeta ili mnoštva manjih tijela nisu bili uključeni, pa ni ti rezultati ne opisuju sve uvjete u kojima bi takav sustav morao opstati.
