Пояс астероидов: обломки разрушенной планеты или нечто иное?

Пояс астероидов представляет собой кольцо обломков, которое существует между Марсом и Юпитером. Что заставило его сформироваться — и станет ли он когда-нибудь планетой?

Джошуа Рэпп ЖЖ 29 января 2021 г., 00:30

(Источник: Андреа Данти/Shutterstock)

Новостная рассылка

Подпишитесь на нашу рассылку по электронной почте, чтобы быть в курсе последних научных новостей

Сразу за орбитой Марса находится главная коллекция космических камней нашего Солнца. Пояс астероидов очаровал писателей-фантастов и ученых, которые рассматривали возможность добычи руды, воды и других материалов в этом регионе для дальнейшего освоения космоса.

Но как образовалось это орбитальное поле обломков? Представляет ли он собой каменные кости бывшей планеты из прошлых эпох, или это своего рода место сбора будущей планеты?

Ученые рассматривали оба ответа как возможные на протяжении десятилетий. Но более поздние теории утверждают, что обширное кольцо космических камней, вероятно, никогда не было целой планетой и вряд ли станет таковым в относительно ближайшем галактическом будущем. Почему? Там просто не хватает материала.

«Это самое прохладное место в нашей Солнечной системе, куда попадают все малые тела», — говорит Уильям Боттке, директор отдела космических исследований Юго-Западного научно-исследовательского института, некоммерческой организации по исследованиям и разработкам со штаб-квартирой в Сан-Антонио, штат Техас.

Бывшая или будущая планета?

Миллиарды лет назад наша Солнечная система была далека от стабильного и организованного места. Планеты все еще формировались, в процессе сбивая орбиты своих соседей.В свете всех этих событий некоторые астрономы полагали, что планета, которая вращалась вокруг нашего Солнца между траекториями Марса и Юпитера, разлетелась на куски и образовала пояс астероидов, который сегодня парит в космосе.

Ученые подумали, что «может быть, там была планета, и ее разнесло вдребезги», — объясняет Шон Рэймонд, астроном Астрофизической лаборатории Бордо во Франции. как метеоры, говорит Рэймонд, стало ясно, что они произошли не от одного родительского тела.

(Источник: Mopic/Shutterstock)

В результате мышление начало смещаться в сторону идеи о том, что пояс астероидов полон планетезималей или частей планеты, которые либо не сформировались, либо не смогли сформироваться. Но проблема с этой теорией в том, что в ремне просто недостаточно материала для создания такой массы. По словам Рэймонда, Церера — крупнейший астероид в поясе, размером примерно с Австралию и массой почти в два раза меньше массы всего материала пояса.

«Это как крошечные крошки», — говорит Рэймонд.

Космические остатки

Тот факт, что пояс астероидов не представляет собой остатки бывшей планеты, не означает, что ученые полностью отказались от этой идеи. Пояс мог образоваться из частей других планет, которые все еще существуют, или быть частью планетезималей — что похоже на детскую планету — которая так и не сформировалась до конца, пока не разлетелась на части.

«Раньше это была простая история, но в последние годы она становится все более сложной по мере того, как мы узнаем больше о формировании планет», — говорит Боттке.

Реймонд говорит, что эти кусочки могли остаться еще с тех пор, когда Юпитер и Сатурн еще формировались. Позже эти планеты, возможно, мигрировали по Солнечной системе, пока в конце концов не достигли своих нынешних орбит. Это привело бы к динамической нестабильности с хаотическими орбитами и гравитационными силами.

«Сегодняшняя Солнечная система сильно отличается от того, как она выглядела 4,5 миллиарда лет назад, — говорит Боттке.

Кусочки разных головоломок

Теперь мы знаем, что пояс астероидов не содержит материала из одного источника. Некоторые из его компонентов могли быть получены из общей области космоса, в которой он в настоящее время обитает. По словам Боттке, другой материал мог быть получен из источников за пределами орбиты Юпитера. Другие астероиды, возможно, прибыли из зоны внутренних планет в виде кусочков, которые в какой-то момент откололись.

Движения планет в ранний период нестабильности Солнечной системы могли привести к тому, что гравитация Сатурна и Юпитера втянула в себя какой-то материал, а другие астероиды отлетели к другим планетам или полностью вышли из нашей Солнечной системы. Некоторые исследователи даже считают, что богатые водой астероиды врезались в Землю в этот период, что привело к созданию океанов, которые мы имеем до сих пор. Рэймонд говорит, что часть этих камней должна была быть отправлена ​​по правильной траектории и скорости, чтобы присоединиться к поясу астероидов.

«В этом контексте мы иногда называем пояс астероидов брызгами крови Солнечной системы», — говорит он.

Какое бы насилие ни привело к отправке этих кусочков в пояс астероидов, причина, по которой они остаются на месте, заключается в том, что орбиты Марса и Юпитера в конечном итоге стабилизировались. Так что, если астероиду удастся найти свой путь туда, он, скорее всего, никуда не денется, говорит Боттке.

По словам Рэймонда, большинство астрономов интересует вопрос Солнечной системы: как образовались планеты. Состав астероидов, их положение и их орбиты продолжают раскрывать подсказки о далеком прошлом планет.

«Хотя мы больше заботимся о планетах, чем об астероидах в целом, астероиды — действительно хороший инструмент для того, чтобы попытаться выяснить, что случилось с планетами», — говорит Рэймонд. «Они действительно ключевая улика в этой истории».