8.3K
Изучив уникальную систему из двух крупных троянских астероидов, астрономы получили доказательства того, что на заре Солнечной системы произошла планетарная «перестройка», в ходе которой Уран и Нептун были выброшены на свои текущий орбиты. Выводы ученых представлены в журнале Nature Astronomy.
Объектом изучения был двойной троянский астроид Юпитера, компоненты которого носят имена персонажей древнегреческой мифологии Патрокла и Менетия. Диаметр первого из них составляет 122 километра, а второго – 112 километров. Эта бинарная система является единственной крупной среди всей популяции древних троянских астероидов, два роя которой вращаются примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Юпитер.
«Троянские астероиды, вероятно, были захвачены во время драматического периода, в ходе которого произошла «стычка» между Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном. В итоге две последние планеты были выброшены во внешнюю область Солнечной системы, где они сталкивались с изначально большой популяцией комических тел – прародителей сегодняшних объектов Койпера. Эти события привели к тому, что многие маленькие тела первичного пояса Койпера были катапультированы внутрь, и некоторые из них оказались в ловушке планет», – рассказывает Дэвид Несворни, ведущий автор исследования из Юго-Западного исследовательского института (США).
Однако ключевая проблема этой модели заключается в определении периода катастрофических столкновений, и в новой работе ученые показывают, что само существование пары Патрокл-Менетий указывает на то, что динамическая нестабильность планет-гигантов должна была произойти в течение первых 100 миллионов лет после образования Солнечной системы.
«Наблюдения сегодняшнего пояса Койпера подтверждают, что подобные бинарные системы были довольно распространены в древние времена. Однако лишь небольшое количество можно увидеть сегодня на орбите Нептуна. Вопрос заключается в том, как интерпретировать выживших», – пояснил Уильям Ботке, соавтор исследования Юго-Западного исследовательского института.
Если бы период нестабильности начался на несколько сотен миллионов лет позже, как это предполагают некоторые эволюционные модели, столкновения небольших тел внутри изначального диска нарушили бы эти относительно хрупкие двойные системы астероидов, в результате чего никто бы из них не был захвачен троянским населением. С другой стороны, более ранняя динамическая неустойчивость сохранила бы больше таких объектов, увеличив вероятность того, что по крайней мере один из них был бы захвачен троянцами. Существование Патрокла-Менетия склоняет чашу весов ко второму варианту развития событий.
Ранняя планетарная «перестройка» имеет важные последствия для планет земной группы, особенно в отношении происхождения крупных ударных кратеров на Луне, Меркурии и Марсе, которые образовались примерно 4 миллиарда лет назад. По мнению исследователей, объекты, которые создали эти кратеры, с меньшей вероятностью пришли из внешних областей Солнечной системы. Это указывает на то, что они представляли собой небольшие остатки от процесса формирования внутренних планет.
Работа подчеркивает важность троянских астероидов в раскрытии тайн эволюции Солнечной системы. Ученые надеются, что миссия NASA «Lucy», одной из целей которой станет Патрокл-Менетий, позволит получить значительно больше данных об этом древнем двойном астроиде. Встреча с ним намечена на 2033 год.