Великі астероїди мігрували за Сонячною системою
Між орбітами Марса та Юпітера розташований пояс астероїдів – головний «ареал проживання» порівняно невеликих небесних тіл Сонячної системи. Астероїди дуже неоднорідні за хімічним складом, розміром, а також походженням. Згідно з новим дослідженням, великі тіла пояса на зразок Вести — найяскравішої серед них — вихідно виникли не там, де ми бачимо їх зараз.
Багатьом звично розглядати Сонячну систему як щось на кшталт годинникового механізму, частини якого перебувають у своїх місцях і мірно рухаються точним орбітам від часу формування. Тобто стиснення з газопилової хмари 4,5 мільярда років тому. Однак планети в минулому могли стикатися, зрушувати одна одну та мігрувати, змінюючи відстань від своєї орбіти до Сонця. Виходить, деякі небесні тіла починали свою біографію не там, де ми їх спостерігаємо.
Те саме стосується порівняно невеликих об’єктів — астероїдів, які мають розмір від десятків метрів (менші тіла називають метеороїдами) до сотень кілометрів. Або майже тисячі, якщо до астероїдів зарахувати Цереру, яка зараз удостоєна звання карликової планети.
Багато хто з них міг у минулому мати складну історію з міграцією за Сонячною системою. Автори нової статті в Planetary Science Journal застосували обчислювальне моделювання, щоб реконструювати вихідний стан Головного поясу астероїдів (насамперед масу) та дізнатися, звідки «родом» найбільші з них на зразок Вести.
Нагадаємо: Веста — це найяскравіший астероїд, який можна навіть розглянути із Землі неозброєним оком. Її діаметр — приблизно 500 кілометрів, проте він варіює, оскільки Веста має неправильну форму.
Автори нової наукової роботи наголосили, що населення Головного поясу астероїдів різнорідне. У ньому виділяють насамперед об’єкти S-комплексу, які утворилися ближче до Сонця, всередині орбіти Юпітера. А ось представники C-комплексу родом із далеких областей Сонячної системи. Походження позначилося на хімічному складі двох типів астероїдів. У перших дуже мало води, а другі складаються з неї на 5-20 відсотків і до того ж багаті на леткі сполуки.
Астрономи створили складну модель поясу астероїдів, яка описує його, починаючи з 500 мільйонів років після появи Сонячної системи. Використана модель відноситься до обчислювальних та розглядає динаміку небесних тіл, їх зіткнення та зростання шляхом злиття.
Окрему увагу приділили сусіднім планетам, насамперед такому важкоатлету, як Юпітер. В окремих випадках газовий гігант розташовувався на різних орбітах або зовсім не розглядався. Це важливо, адже в минулому міграції Юпітера від Сонця і до нього могли позначитися на населенні Головного поясу астероїдів шляхом його гравітації.
Дослідники поставили за мету дізнатися, наскільки великою була вихідна маса поясу астероїдів. Думки вчених щодо цього різняться: одні вважають, що первинна маса поясу астероїдів була набагато меншою, інші — що сильно не змінювалася. Зараз вона вкрай мала — майже в дві тисячі разів менша за земну. Причому третина припадає на Цереру та ще дев’ять відсотків – на Весту. З цієї речовини не можна зібрати навіть більш-менш пристойний супутник планети, не кажучи про неї саму.
Зі статті випливає, що пояс астероїдів із самого початку своєї історії був досить невеликим за масою. В іншому випадку, якщо вірна гіпотеза про його «розріджування» при початково багато більшій масі, ми спостерігали б десятки тисяч близьких за розміром до Весте астероїди. Насправді їх лічені одиниці.
Згідно з моделюванням, окремі радіальні сектори поясу астероїдів згодом втратили вихідну однорідність. Одні виявилися малонаселеними, інші набули помітно великої сумарної маси.
Астрономи прийшли до висновку, що тіла S-комплексу прибули з більш далеких областей нашої планетної системи. Тому їх не можна вважати «корінними жителями» пояси астероїдів. Швидше за все, за походженням це планетезималі земного типу, тобто «зародки», з яких формувалися планети.
Варто сказати, що Церера — найбільший об’єкт поясу астероїдів, що належить до іншого класу, — швидше за все, також не сформувалася на сучасній орбіті. Нещодавно астрономи припустили, що вона утворилася за орбітою Сатурна, що пояснює особливості хімічного складу малої планети.
