Раскрыт секрет «планетного бильярда»

Наука
мобильная версия
Новая теория ранней эволюции Солнечной системы прояснила ряд особенностей современного ее строения, прежде не имевших разумного объяснения.

Гипотеза дает ответ сразу на три вопроса: почему орбиты планет-гигантов сильно вытянуты и имеют большой наклон по отношению к орбитам внутренних планет, как образовалась группа астероидов-"троянцев", и почему бомбардировка метеоритами ближайших к Солнцу планет и их спутников началась относительно поздно.

Так, анализ образцов лунного грунта показал, что большинство кратеров на естественном спутнике Земли образовалось только через 700 млн. лет после формирования самой Луны, то есть в тот период, когда во внутренней части Солнечной системы уже не осталось малых небесных тел, которые обычно ответственны за образование ударных кратеров. Интернациональная группа ученых из Франции, США и Бразилии неожиданным образом связала это явление с вытянутой формой орбит двух планет-гигантов, Юпитера и Сатурна, а также с существованием групп из 1640 астероидов, относящихся к группе так называемых «троянцев», сопровождающих Юпитер на расстоянии 60 градусов впереди и позади на его орбите.

Автор идеи, Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) из обсерватории Observatoire de la Cote d’Azur (Франция) предположил, что сразу же после формирования больших планет на ранней стадии существования Солнечной системы за счет действия гравитационных сил произошла тонкая резонансная подстройка орбит самых крупных из них. При этом, как сообщает Nature, период обращения Юпитера оказался вдвое меньшим, чем у Сатурна. Согласно строгой теории образования планетных систем, орбиты всех планет должны быть круговыми и лежать в одной плоскости. Но эффект резонанса приводил к постепенному вытягиванию орбит обеих планет и к увеличению их наклона.

С другой стороны, когда каждые два юпитерианские года планеты выстраивались на одной линии, они «выбивали» с орбит ближайшие к ним небесные тела. В частности, Нептун, который в те времена был соседом Сатурна, оказался выброшенным на периферию Солнечной системы, в ту область, где еще продолжали существовать так называемые «планетезимали» — исходный материал протопланетного облака, из которого ранее сформировались все планеты. В этой области до сих пор существует так называемый «пояс Койпера», населенный астероидами и ядрами комет. В свою очередь, Нептун, оказавшись среди множества более мелких небесных тел, сыграл роль своеобразной «катапульты», которая выбрасывала их во внутренние области Солнечной системы. Сталкиваясь с планетами земной группы и их спутниками, астероиды оставили многочисленные отметины на поверхности в виде ударных кратеров. Часть из них была захвачена самим Юпитером и превратилась в группу троянских астероидов.

«Наша численная модель истории Солнечной системы является единственной из множества гипотез, которая количественно и качественно объясняет позднее происхождение ударных кратеров, — заявляет Хэл Левисон (Hal Levison) из отдела космических исследований юго-западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. — Поскольку нам предстояло описать события, которые произошли 3,4 млрд. лет назад, мы действовали, как детектив, по оставленным следам воссоздающий картину преступления. Однако, в отличие от следователя, который, в конце концов, ловит преступника и добивается признания, у ученых в принципе не может быть стопроцентной уверенности в своей правоте. Истина складывается из множества взаимосогласованных деталей. Хорошая теория должна не только объяснять следствия каких-либо процессов, но и давать достоверный прогноз явлений, которые станут нам известны в будущем. В этом отношении чрезвычайное значение будет иметь сравнительный анализ химического состава „троянцев“ и астероидов из пояса Койпера, а также изучение процессов формирования планет вокруг остальных звезд».

Исследования такого рода уже не за горами, поскольку наблюдения экзопланет — это область астрономии, переживающая в настоящее время революционный этап своего развития.