Пробелы с подводными камнями
Между Марсом и Юпитером тысячи и тысячи камней собираются и образуют широкий пояс вокруг Солнца. Правда, не совсем равномерно: по осыпному полю проходит несколько просветов. Кто виноват?
Между Марсом и Юпитером вокруг Солнца вращаются камни различных форм и размеров. Вероятно, это остатки фазы строительства Солнечной системы, которые не объединились в планеты. Теория о том, что это фрагменты массивной планеты, разбившейся давным-давно в результате сильного столкновения, кажется менее вероятной: если вычислить массу всех астероидов и поместить их в небесное тело, оно будет намного меньше земной Луны.
Но история о том, как он появился, ни в коем случае не является единственным секретом пояса астероидов. Например, он неравномерно оснащен. Через определенные промежутки времени в скальном нагромождении есть щели, так называемые щели Кирквуда. Они происходят из нестабильных зон, где гравитационное влияние Юпитера и Сатурна сначала создает хаотичную орбиту, а затем в основном выбрасывает их.
Это тот случай, когда период обращения Юпитера и его орбиты образуют целочисленное соотношение: например, когда семь оборотов астероида занимают столько же времени, сколько три для газового гиганта. Затем эксперт говорит о резонансе 7:3. Американский астроном Дэниел Кирквуд первым обнаружил это явление в 1866 году.
В то время было известно менее сотни астероидов в главном поясе, сейчас зарегистрировано более 400 000. Дэвид Минтон и Рену Малхотра теперь изучили параметры орбиты 690 крупнейших. Они также создали симуляцию, воспроизводящую историю развития осыпного пояса. Для этого оба ученых предположили, что первоначальное распределение астероидов в стабильных регионах было равномерным, и позволили разрушительному влиянию Юпитера и Со, которые уже заняли свои нынешние орбиты, действовать в течение четырех миллиардов виртуальных лет.
Сравнение модели и реальности выявило известные бреши Кирквуда, но и небольшой сюрприз: в реальности астероидов меньше, чем на внутреннем краю главного пояса и на внешних краях некоторых брешей - который на самом деле должен быть стабильным, ожидаемым компьютером. Минтон и Малхотра винят в возможных набегах Юпитера и Сатурна около четырех миллиардов лет назад, то есть на заре существования Солнечной системы.
Только когда она включила эти обстоятельства в свою симуляцию, она согласилась с наблюдениями. Действительно, многие астрономы подозревают, что планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - с момента своего образования кувыркались внутрь или наружу. Для своих путешествий они перемещали массивные планетезимали, то есть астероиды и другие скопления обломков изо льда и горных пород, которые приближались к ним. Они либо принесли крутящий момент газовым гигантам, либо украли его часть.
С помощью своей компьютерной модели двое ученых смогли даже кое-что узнать о ходе миграционных скоростей, ведь от этого сильно зависит степень сжатия астероидов в поясе. Дальнейший анализ параметров орбит должен рассказать нам больше о миграции планет. Однако Минтон и Малхотра уже уверены, что мигрирующие газовые гиганты значительно опустошили пояс астероидов благодаря своему резонансному влиянию: изменение орбит сделало другие области в поясе астероидов нестабильными..
Эти события, возможно, шли рука об руку с великой бомбардировкой, которая, как говорят, произошла около четырех миллиардов лет назад: за сравнительно короткое время внутренняя Солнечная система подверглась бомбардировке многочисленными валунами. Следы снарядов можно найти повсюду - будь то Марс, Меркурий или Луна. Однако на Земле они были в значительной степени уничтожены тектоникой плит и эрозией.
Работы Минтона и Малхотры предоставляют дополнительные доказательства планетарной миграции и ее последствий. По сей день никто не может с уверенностью сказать, как на самом деле развивалась эта история. Чтобы лучше понять процессы, происходившие в ранней Солнечной системе, требуется еще много симуляций и, что не менее важно, наблюдений.