Похоже, что так называемое событие «великой нестабильности», которое посеяло хаос среди планет, заставив газовых гигантов мчаться в космосе, пока они не вышли на известные нам сегодня орбиты, произошло между 60 и 100 миллионами лет после рождения Солнца. Таков вывод тщательной научной детективной работы, которая связала тип метеорита с астероидом, который когда-то толкался этими мародерствующими планетами. Результаты были опубликованы в журнале Science.
Более того, ученые полагают, что миграция планет — в первую очередь Юпитера — могла привести к образованию Луны у Земли, дестабилизировав орбиту протопланеты размером с Марс под названием Тейя. Эта дестабилизация могла спровоцировать столкновение с Землей, в результате которого обломки улетели в космос. Ученые полагают, что именно из этих обломков могла образоваться Луна.
Благодаря исследованиям состава и местоположения различных типов астероидов и комет учёные знают, что вышеупомянутая резня произошла на ранних этапах истории Солнечной системы. Тем не менее, еще предстоит решить некоторые загадки, касающиеся того, как именно все произошло.
Например, учёным известно, что объекты Солнечной системы, которые мы видим сегодня, включая Землю, сформировались вокруг Солнца из диска газа и пыли. Однако некоторые из этих объектов, а именно астероиды и кометы, похоже, состоят из материала, которого не было на диске — по крайней мере, этот материал не должен был присутствовать в тех местах, где эти объекты сейчас находятся. Было бы логичнее, чтобы эти предметы сформировались ближе к Солнцу, а затем рассеялись дальше. Если бы Юпитер и другие планеты-гиганты мигрировали из того места, где они сформировались, возможно, астероиды и кометы тоже могли бы мигрировать.
В молодой Солнечной системе четыре газовые планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — располагались ближе друг к другу. Со временем гравитационные взаимодействия с планетезималями за пределами Нептуна привели к миграции Сатурна, Урана и Нептуна наружу. Тем временем Юпитер мигрировал внутрь, где, по мнению ученых, он, в свою очередь, был способен дестабилизировать тела во внутренней части Солнечной системы.
«Идея об этой орбитальной нестабильности сейчас прочно утвердилась в планетарном сообществе, однако время, когда произошла эта нестабильность, все еще является предметом споров», — рассказала планетолог Криса Авделлиду из Университета Лестера.
Ученые называют теорию, лежащую в основе этой орбитальной нестабильности, «Хорошей моделью» в честь французского города, в котором находится обсерватория Лазурного берега, где ученые первоначально разработали эту идею. Первоначально эти ученые думали, что эта нестабильность произошла между 500 и 800 миллионами лет после рождения Солнечной системы. Если это правда, то это совпало бы с событием, известным как Поздняя тяжелая бомбардировка, в ходе которого внутренние планеты были бы засыпаны кометами, смещенными со своих орбит благодаря мигрирующим газовым гигантам. Однако данные опровергли концепцию поздней тяжелой бомбардировки, и ученые теперь полагают, что нестабильность произошла не позднее, чем через 100 миллионов лет после формирования Солнечной системы, исходя из того, когда Юпитер мог накопить свои троянские астероиды в своих L4 и L5 Лагранжа. точки.
«Люди, похоже, согласны с тем, что нестабильность, подобная модели Ниццы, вероятно, произошла менее чем через 100 миллионов лет после возникновения Солнечной системы, но возникает несколько разных лагерей», — рассказал Кевин Уолш из Юго-западного исследовательского института в Боулдере (штат Колорадо, США). Один лагерь утверждает, что нестабильность могла произойти очень быстро, в течение четырех миллионов лет после рождения Солнечной системы. Другой лагерь считает, что это произошло позже, примерно через 60 миллионов лет.
Итак, Авделлиду при помощи Уолша и других планетологов приступил к поиску ответа.
Команда сосредоточилась на метеорите под названием EL-энстатит-хондрит, который имеет низкое содержание железа и очень похож по составу и изотопному соотношению на материал, из которого образовалась Земля. Это говорит ученым о том, что хондриты Земли и EL, вероятно, конденсировались из одной и той же части диска, образующего планеты.
Однако родительское тело EL-хондрита больше не находится вблизи Земли. Фактически, астрономические наблюдения с помощью наземных телескопов связали эти метеориты с семейством астероидов Атор, которое находится довольно далеко в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Для контекста: семейство Атор и хондриты EL когда-то были частью одного большого астероида, который разбился в результате столкновения около 3 миллиардов лет назад, событие, не связанное с великой нестабильностью.
Что-то должно было рассеять прародителя семейства Аторов в поясе астероидов, и этим «чем-то», по словам команды, должна была быть нестабильность, которая заставила Юпитер отправиться в путешествие. Таким образом, EL-хондриты являются идеальными хронометрами для этого события, поскольку они должны содержать четкую запись того, что должно было произойти.
«В частности, термическая история метеоритов EL рассказывает богатую историю, ограничивающую как размер исходного родительского тела, так и время, которое ему должно было потребоваться для охлаждения перед разрушением», — сказал Уолш.
Используя динамическое моделирование, команда Авделлиду смогла смоделировать различные сценарии миграции Юпитера и пришла к выводу, что Юпитер мог рассеять прародителя Атора на астероиде уже через 60 миллионов лет после рождения Солнечной системы. В сочетании с данными о троянских астероидах Юпитера ученые теперь могут сказать, что великая нестабильность произошла между 60 и 100 миллионами лет.
«Авделлиду, в частности, считает, что сама модель Ниццы — орбиты гигантской планеты сходят с ума на короткий период в 10 или 20 миллионов лет — является лучшим и, возможно, единственным временем для отправки астероидов в регион этого конкретного семейства астероидов Атор», — сказал Уолш.
И что интересно, примерно в этот период времени произошло столкновение Земли и Тейи, из которого образовалась Луна. «Мы понимаем, что на прото-Земле произошло гигантское столкновение с Тейей, которая имела очень похожий состав», — сказал Авделлиду. «Из исследований образцов с Луны есть оценки возраста, в то время как другие коллеги показали, что это столкновение могло быть результатом нестабильности планеты-гиганта».
Хотя доказать это невозможно. «Доказательство» — это сильное заявление и нечто сложное, когда мы имеем дело с событиями, произошедшими 4,5 миллиарда лет назад», — сказал Авделлиду, хотя ученый признает, что столкновение, в результате которого образовалась Луна Земли, похоже, действительно совпало с большой нестабильностью.
«Наше исследование поместило эти события в хорошие и сжатые сроки», — сказал Авделлиду. Хотя невозможно окончательно доказать, что Юпитер приложил руку к образованию Луны, доказательства, безусловно, наводят на размышления.
Итак, в следующий раз, когда вы посмотрите на серебристый лик Луны в нашем ночном небе, подумайте о нем как о наследии ранней Солнечной системы, когда Юпитер издевался над всем вокруг.
