История Солнечной системы под вопросом — «троянского астероида» не должно было быть
Ученые из Юго-западного научно-исследовательского института изучили необычную пару астероидов и обнаружили, что их существование указывает на неизвестные ранее подробности планетарных изменений в Солнечной системе.
Речь идет о космических телах под названием Патрокл и Меноети, которые являются объектами изучения предстоящей миссии НАСА. Объекты шириной около 70 миль орбитально привязаны друг к другу и к орбите Солнца. Они представляют собой единственный крупный бинарный объект из известных в популяции древних тел, так называемых «троянских астероидов».
«По всей видимости, эти трояны были захвачены во время драматического периода динамической нестабильности, когда произошла «перестрелка» между гигантскими планетами Солнечной системы — Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном», — отметил ученый из Института SwRI Дэвид Несворни, ведущий автор статьи «Доказательства очень ранней миграции планет Солнечной системы на основании наблюдений за троянским астероидом Юпитера Патроклом-Меноэтия», которая была опубликована в издании Nature Astronomy. «Эта встряска вытолкнула Уран и Нептун наружу, где они столкнулись с большой изначальной популяцией небольших тел, которые, как считается, были источником сегодняшних объектов Койпера, вращающихся на краю солнечной системы. Многие маленькие тела этого изначального пояса Койпера были разбросаны внутрь, а некоторые из них оказались в ловушке троянских астероидов».
В этой статье ученые показывают, что само существование пары Патрокл-Меноети указывает на то, что динамическая нестабильность среди планет-гигантов должна была произойти в течение первых 100 миллионов лет образования Солнечной системы.
Результаты моделирования формирования малых тел предполагают, что эти типы двоичных объектов являются представителями самого раннего периода существования Солнечной системы, то есть тогда, когда пары малых тел могли формироваться непосредственно из частиц космической пыли, образовавшейся после разрушения более крупных объектов.
«Сегодняшние наблюдения за поясом Койпера показывают, что подобные бинарные объект были довольно распространены в ранний период», — сказал доктор Уильям Ботке, директор отдела космических исследований SwRI, соавтор статьи. «Только некоторые из них теперь существуют на орбите Нептуна. Вопрос заключается в том, как интерпретировать выживших».
Если бы нестабильность была отложена на многие сотни миллионов лет, как это было предложено некоторыми эволюционными моделями Солнечной системы, столкновения внутри изначального диска с небольшими телами нарушили бы эти относительно хрупкие двоичные объекты, в результате чего троянских астероидов и вовсе бы не существовало. Динамическая нестабильность в ранний период могла образовать больше подобных объектов, что увеличивает вероятность того, что мог существовать по крайней мере один троянский астероид. Команда ученых создала новые модели, которые показывают, что само существование двоичного кода Патрокл-Меноети указывает на то, что нестабильность возникла в более ранний период.
Эта ранняя динамическая модель неустойчивости имеет важные последствия для земных планет, особенно в отношении происхождения крупных ударных кратеров на Луне, Меркурии и Марсе, которые образовались примерно 4 миллиарда лет назад. Согласно новой модели, ударные элементы, которые образовали эти кратеры, с меньшей вероятностью «пришли» из внешних областей Солнечной системы. Это может означать, что они были сделаны из небольших остатков в процессе формирования земной планеты.
Эта работа подчеркивает важность троянских астероидов в освещении истории нашей Солнечной системы. Гораздо больше об бинарном объекте Патрокл-Меноети можно будет узнать, когда в 2033 его обследует космический корабль NASA под названием Lucy.
