اگر یک نسخه بزرگ شده از سیاره زمین به طور ناگهانی در منظومه بین شمسی ظاهر شد مریخ و مشتری ظاهر می شود، چه اتفاقی می افتد؟ این سوال پیچیده موضوع تحقیق اخیر بوده است مجله علوم سیاره ای منتشر شده است. این مطالعه به دنبال درک این موضوع بود که چگونه «ابر زمین‌ها» یا دسته‌ای از سیارات که در سایر منظومه‌های ستاره‌ای رایج‌تر هستند، می‌توانند بر همسایگی خورشیدی ما تأثیر بگذارند.
همانطور که مشخص است وجود یک سیاره فراخورشیدی در این قسمت از منظومه شمسی می تواند حیات را در سیاره ما به طرق مختلف از جمله پرتاب مستقیم زمین به خورشید یا پرتاب آن به بیرون از منظومه شمسی نابود کند. ابر زمین ها که ممکن است 1.5 تا 10 برابر جرم زمین داشته باشند، حتی می توانند میزبان سیارات یخی بزرگتری مانند اورانوس و نپتون را تکان دهید و آنها را از منظومه شمسی خارج کنید.
این آزمایش فکری، اگرچه مطمئناً جالب و سرگرم کننده است، اما صرفاً در مورد دگرگونی فرضی منظومه شمسی ما نیست. طبق تحقیقات اخیری که در دسترس است استیون کیناستاد اخترفیزیک سیاره‌ای در دانشگاه ریورساید کالیفرنیا، ابرزمین‌های خیالی در مقیاس بزرگ‌تر می‌توانند بینش‌های مهمی در مورد چگونگی مقایسه ساختار و تکامل منظومه شمسی ما با سایر منظومه‌های سیاره‌ای ارائه دهند.
کین می افزاید: «این موضوع در مورد آرزوی داشتن یک ابرزمین در منظومه شمسی به قدری در مکالمات مطرح می شود که من واقعاً می خواستم آن را بررسی کنم و بگویم، خوب، بیایید بگوییم این یک آرزو است که محقق شده است. منظومه شمسی با چنین سیاره ای چگونه خواهد بود و با چه پیامدهایی مواجه خواهد شد؟
برخی از دانشمندان با اشاره به برخی اثرات گرانشی عجیب مشاهده شده در بخش های بیرونی منظومه شمسی، می گویند که ممکن است سیاره ای نزدیک به 20 برابر فاصله بین خورشید و نپتون در کمین باشد. این جهان فرضی که سیاره نهم نامیده می شود، می تواند یک ابر زمین باشد. اما وجود آن هنوز ناشناخته است. حتی اگر یک ابر زمین بسیار فراتر از سیارات شناخته شده پنهان باشد، ارسال یک فضاپیما برای بازدید از آن در چنین فاصله وسیعی دشوار خواهد بود.
فقدان یک ابر زمین شناخته شده در منظومه شمسی ما برای دانشمندانی که این جهان های مرموز را مطالعه می کنند مایه تاسف است، زیرا بسیاری از سوالات را بی پاسخ می گذارد که ممکن است با نگاهی دقیق تر حل شوند. به عنوان مثال، مشخص نیست در چه نقطه ای سیارات سنگی مانند زمین به غول های گازی کوچکی مانند نپتون و اورانوس تبدیل می شوند. یا شاید برخی از ابر زمین ها برای حمایت از زندگی و حتی مناسب باشند قابل سکونت تر از سیارات زمین مانند.
اگرچه به نظر می‌رسد که ابر زمین‌ها در کهکشان راه شیری فراوان هستند، و بسیاری از آنها در نزدیک‌ترین منظومه‌های همسایه ما یافت می‌شوند، محیط این سیارات تا حد زیادی یک راز باقی مانده است. پس آیا خوب نیست که فقط یک عصای جادویی را تکان دهیم و یک ابر زمین را به منظومه شمسی خود اضافه کنیم تا بتوانیم از نزدیک نگاه کنیم؟
برای انجام تحقیقات خود، کین هزاران شبیه سازی را اجرا کرد و زمین های فوق العاده با جرم های مختلف را به سیستم امروزی ما اضافه کرد تا نتایج را در طول 10 میلیون سال بررسی کند. او می گوید: «ما باید مراقب باشیم که چه آرزویی داریم.
کین این جهان های جدید را بین دو تا چهار واحد نجومی (AU) از خورشید قرار داد. (یک AU فاصله بین زمین و خورشید است). ابر زمین ها در این فاصله تا شکاف وسیع بین مدار مریخ و مشتری قرار گرفتند که در حال حاضر توسط کمربند اصلی سیارک ها اشغال شده است. حضور این دنیاها در این مکان اغلب منجر به شکل گیری پدیده ای به نام «رزونانس مداری متوسط» (MMR) می شد. MMR رابطه بین فرکانس های مداری سیارات مختلف است که می تواند مسیر آنها را به دور یک ستاره تحت تاثیر قرار دهد.
کین در مطالعه خود اشاره می کند که سیارات درونی به ویژه در برابر افزایش یک سیاره ابر زمین آسیب پذیر هستند. وجود ابر زمین منجر به تشکیل چندین منطقه بسیار ناپایدار در منظومه می شود. منطقه دو تا چهار AU شامل چندین سایت MMR با سیارات داخلی است. مشکلی که تکامل آشفته منظومه شمسی درونی را بیشتر تقویت می کند. همچنین، مکان‌های MMR با سیارات فراخورشیدی در منطقه بین دو تا چهار AU پیامدهای بالقوه چشمگیری برای غول‌های یخی دارند.
به عنوان مثال، برخی از ابرزمین‌های کین در نهایت سیارات درونی از جمله زمین را به فضای بین ستاره‌ای یا بدتر از آن، مستقیماً به سمت خورشید پرتاب می‌کنند. اگر قرار بود این سناریو در واقعیت اتفاق بیفتد، انسان‌ها و سایر اشکال حیات زمینی یا در تاریکی کیهانی غرق می‌شدند که از خورشید دور می‌شدند یا با بلعیده شدن توسط خورشید تبخیر می‌شدند.