Мне любопытно, почему пояс астероидов не был притянут гравитацией Марса или Юпитера и не сформировался ни в спутники, ни в планеты. Почему вместо этого он превратился в пояс астероидов?
Ответы до сих пор не учитывают важное соображение, а именно модель Ниццы и последствия, которые она могла бы иметь, а также доказательства поздней тяжелой бомбардировки .
Начнем с того, что модели предсказывают, что Юпитер должен был сформироваться довольно быстро. Масса Юпитера — даже если он был не совсем там, где сейчас находится в Солнечной системе — будет возмущать материю на большом расстоянии. Это означает, что если бы планета «пыталась» сформироваться вокруг положения пояса астероидов сегодня, она бы не смогла этого сделать из-за гравитационной нестабильности, созданной Юпитером (и, в меньшей степени, Марсом — новое исследование показывает Марс, возможно, был первой сформировавшейся планетой, хотя его масса значительно меньше массы Юпитера).
Однако тогда пояс астероидов, вероятно, имел в несколько раз большую массу, чем нынешняя. Существует достаточное количество свидетельств того, что я упомянул в первом предложении, поздней тяжелой бомбардировки (LHB), которая была периодом, вероятно, около 3,9 миллиарда лет назад, который длился около 200 миллионов лет, когда произошел резкий всплеск ударов в внутренняя Солнечная система (вы можете увидеть для них немного другие числа, и на самом деле в выступлении, которое я видел на этой неделе, один динамик предположил, что это могло начаться 4,2 миллиарда лет назад и длиться 400 миллионов лет). Именно в этот период пояс астероидов потерял большую часть своего материала.
Однако то, что LHB на самом деле происходит динамически, поставило в тупик многих людей, пока небольшая группа динамиков не выпила вместе много выпивки в Ницце, Франция, и не пришла к идее, что Юпитер и Сатурн сделали то же самое в ранней истории Солнечной системы, приближаясь к их нынешним наблюдаемым позициям сегодня. Процесс их движения накачивал бы много гравитационной энергии в пояс астероидов, рассеивая ее, вызывая LHB, и оставляя его примерно таким, как мы наблюдаем сегодня.
Это больше, чем вы задали в своем вопросе, но я думаю, что это дает важную перспективу и более полную картину тогдашней ситуации. Напомним, однако, что основная идея заключается в том, что писали другие: другие планеты, которые формировались быстрее, вызывали достаточное гравитационное смещение, чтобы предотвратить формирование планеты в поясе астероидов. И сегодня пояс астероидов во много раз меньше по массе, чем когда-либо собирался в планету, даже размером с Меркурий (несмотря на то, что некоторые люди утверждают, что это остатки взорвавшейся планеты).
Предполагается, что исходная масса солнечного диска в этом месте Солнечной системы примерно равна массе Земли. Из-за гравитационных возмущений Юпитера и Марса пояс астероидов был слишком хаотичным, чтобы планета могла полностью сформироваться. Вместо относительно мягких столкновений, позволяющих им срастаться, удары планетезималей были очень энергичными.
Фактически, в течение первых нескольких миллионов лет формирования было выброшено около 99,9% первоначального материала, и мы остались с поясом астероидов, каким он является сегодня. Некоторые из астероидов находились достаточно далеко от Солнца, чтобы накопить лед, и считается, что многие из них бомбардировали раннюю Землю, и именно так образовались океаны.
Гравитация Юпитера мешает им сделать это. Орбита Юпитера и постоянное смещение его гравитации вокруг этой части Солнечной системы делают его очень хаотичным местом с точки зрения формирования планет.
Анника Петерсон
гоппе