NASA / ESA / STScI
Основною гіпотезою походження пояса астероїдів в Сонячній системі вважалося його формування з планетарного ембріона. Через гравітаційного впливу Юпітера з нього так і не змогла утворитися планета, а його залишки у вигляді астероїдів сконцентрувалися у вузькій області між Марсом і Юпітером. У своєму новому дослідженні вчені припустили, що насправді ніякого планетарного ембріона не було, а пояс утворився з уламків планет в процесі їх формування і практично відразу прийняв свого нинішнього вигляду. Стаття опублікована в Science Advances.
Головний пояс астероїдів представляє собою скупчення астероїдів в просторі між орбітами Марса і Юпітера. Зараз пояс астероїдів має досить маленьку масу (сумарна маса всіх астероїдів приблизно в 25 разів менше маси Місяця), і досить неоднорідну структуру. До теперішнього моменту основною теорією освіти пояса астероїдів було його формування з планетезимали в області між сучасними орбітами Марса і Юпітера. При цьому маса планетезимали була порівнянна з масою Землі (що приблизно в 2000 разів більше поточної загальної маси всіх астероїдів в поясі). Через гравітаційної взаємодії з Юпітером і іншими планетами-гігантами планетезималь стала нестійкою, і, замість планети, з неї сформувалася група астероїдів. А в результаті орбітального резонансу з Юпітером основна їх маса виявилася викинута за межі Сонячної системи.
У своєму новому дослідженні астрофізики з Франції і Бразилії висувають гіпотезу, що пояс астероїдів утворився не з пленетезімалі в газопиловій диску, а як набір побічних продуктів при формуванні планет Сонячної системи. Вчені звернули увагу на неоднорідність складу пояса астероїдів: астероїди силікатної типу, близькі за своїми властивостями та складом до планет земної групи, перебувають у внутрішньому кільці, а астероїди вуглецевого типу, навпаки, близькі за складом до планет-гігантів, - в зовнішньому. За словами астрофізиків, це може говорити, що астероїди утворилися в якості уламків при формуванні інших планет, після чого їх викинуло в область між Марсом і Юпітером, де вони розташовуються зараз.
Для підтвердження запропонованої гіпотези вчені промоделювали процес утворення планети земної групи з газопилового диска і перевірили, чи можливо в процесі формування планети уламків, які буде мігрувати в бік планет-гігантів і концентруватися в певній галузі. Формування кожної з чотирьох планет було промоделювати окремо з урахуванням гравітаційного впливу Юпітера і Сатурна з відповідним орбітальним резонансом. Зібравши разом всі дані, вчені отримали інформацію про можливе розподілі силікатних астероїдів. А вивчивши додатково механізм росту газових гігантів, вчені прийшли до висновку, що газова аккреция могла привести до дестабілізації їх орбіт і подальшого викиду астероїдів вуглецевого типу в область ближче до Сонця.
Отримане в результаті моделювання можливий розподіл силікатних (S-типу) і вуглецевих (C-типу) астероїдів в головному поясі
SN Raymond and A. Izidoro / Science Advances 2017
Виходячи з отриманих даних, вчені оцінили нахил і ексцентриситет орбіт утворилися осколків і прийшли до висновку, що запропонований ними механізм дійсно міг привести до утворення пояса астероїдів в його сучасному вигляді. Таким чином, швидше за все, пояс астероїдів відразу сформувався в своєму нинішньому досить розрідженому вигляді з малою масою і неоднорідним розподілом за складом.Можливість промоделювати процес формування планет вже не перший раз за останній час призводить до появи нових гіпотез про походження об'єктів Сонячної системи. Так, нещодавно вчені запропонували новий сценарій формування Марса, який, ймовірно, утворився як раз на місці сучасного розташування пояса астероїдів.
Олександр Дубов
