Marss on väike planeet. Tegelikult on Päikesesüsteemi modelleerivate teadlaste jaoks planeet ka väike. "Kõik, kes simuleerivad seda, kuidas te moodustate maapealseid planeete, satuvad alati Marsi, mis on 5-10 korda suurem kui see on reaalses elus." Minton on töötanud koos kolleegi dr Hal Levisoniga uute simulatsioonide loomisel, mis selgitavad Marsi väikest suurust, hõlmates nn plantesimaalsest juhitud rände mõju, ja lisaks võivad väikesed objektid, mida Minton nimetab “Marstinis”, segada või raputada. üles meie ideed varajase päikesesüsteemi ja raskete hilisete pommitamiste kohta.
Planeediteadlased nõustuvad, et maapealsed planeedid tekkisid Päikesesüsteemi ajaloo esimese 50–100 miljoni aasta jooksul väga kiiresti ja meie Kuu moodustus sellel ajal mingil hetkel Marsi suuruse objekti ja Maakera vahelise kokkupõrke tagajärjel. Palju hiljem oli hilinenud raske pommitamine, ajavahemik, kus suur hulk löögikraatreid moodustus Kuule vaid seitsmekümne miljoni aasta pikkuse ajavahemiku jooksul - ja sellest järeldati, et ka Maa, Merkuur, Veenus ja Mars olid tõenäoliselt pumbatud.
Enamik planeetide moodustamise teooriaid ei suuda seda intensiivset pommitamise perioodi nii hilja Päikesesüsteemi ajaloos arvesse võtta, kuid Levison kuulus meeskonda, kes pakkus 2005. aastal välja Nizza mudeli, mis pakkus välja, kuidas hiiglaslike planeetide ajal käivitati Hiline raske pommitamine. - mis moodustusid kompaktsemas konfiguratsioonis - rändasid üksteisest kiiresti eemale (ja nende orbitaaljaotused suurenesid kõik) ning planeetide orbiitidest väljapoole jäävate väikeste “tasapinnaliste näidikute” ketas destabiliseerus, põhjustades nende äkilise massilise kohaletoimetamise sisemise Päikesesüsteemi tasapinnalised - asteroidid ja komeedid -.
Kuid mudeli kohaselt põhjustasid ka planetaarsümbolid tõenäoliselt ka planeetide rände. Planeedid moodustasid varajase Päikese ümbritsevast hiiglaslikust gaasist, tolmust, kivisest prahist ja jääst. Prügi koondub suuremate planeedisuuruste objektide moodustamiseks ja simulatsioonid näitavad, et väiksemate objektide kettale manustatud suurem planeedisuurune objekt migreerub nurkkiiruse ja energiasäästu tagajärjel, kuna planeedid hajutavad planeedisümbolid, millega nad kokku puutuvad.
"Suuremat eset ümbritsevate väikeste kiviste või jäiste objektide perturbeerimine võib põhjustada suurema objekti kettale kärbimise," rääkis Minton Space Magazine'ile. "Iga kord, kui need väikesed tasapinnalised kujutised suurema objektiga kokku puutuvad, põhjustavad nad suurema objektiivi asukohas tegelikult pisut nügimist. Selgub, kui töötate välja matemaatika, kui päikesepoolel esinevate objektide arv on mingil määral tasakaalustamata või päikesepistevastane külg puutub kokku, võite tegelikult põhjustada suure keha võrgus liikumise ja tegelikult juhtub see üsna kiiresti. ”
Minton ja Levison on maapealsete planeetide moodustamisel rakendanud sama planeedipõhise rände füüsikat.
"Marsi puhul kujutage ette neid planeedi embrüoid, mis asuvad Maa-Veenuse tsoonis," ütles Minton. “Siis kasvab teil üks väike embrüo, et saada Marsi suuruseks, ja see hakkaks rändama planeetsimaalsest juhitud rände tõttu ja see kisub teistest meestest eemale. Nii et see on pakist lahkunud ja läbi ketta liikudes jääb ta sinna, kuhu kõik toimingud lähevad, luhtunud. ”
Nii seiskus Marsi kasv oma praeguse suurusega, kuna see rändas planeedi ehitusmaterjalidest eemale.
Minton ütles, et nende selle töö simulatsioonid olid väga head.
"Oleme teinud palju matemaatikat ja ränne on üsna kiire," ütles ta. "Ja Mars võiks rännata ketta kaudu enne, kui mõni teine Marsi suurune planeet võiks moodustuda. Varases päikesesüsteemis, kus teil on Marss ketta serva poole kõrgusel 1,5 AU, mis on praegu seal, ja kõik muud Maa-Veenuse tsoonis toimuvad toimingud, siis suutsid Maa ja Veenus kasvavad praeguseks suuruseks, kus nad on mõlemad enam-vähem sama suuruse ja massiga ning Marsil on omaette luht. ”
Ja koos Marsiga on Marstinise keerd, mis võiks pakkuda alternatiivset selgitust Hilise raske pommitamise jaoks.
Rändav Marss oleks võinud oma vastukajas korjata tasapinnalisi imitatsioone, kus kaks või enam tiirlevat keha avaldavad üksteisele gravitatsioonilist mõju.
"Pole sugugi ilmne, miks see nii on," ütles Minton, "kuid arvatakse, et sama juhtus ka päikesesüsteemis, mis andis Pluutole oma orbiidi. Arvame, et Neptuun välja rännates sai Pluuto tegelikult 3: 2 resonantsi Neptuuniga ja see on põhjus, miks Pluuto ja teised “Plutinosid” elavad Neptuuniga neis resonantsides. ”
Plutinoosid on Pluuto lähedal ka teised Kuiperi vöö objektid. See resonants tähendab, et Pluuto ja Plutinos käivad ümber Päikese kolm korda iga 2 korra kohta, mida Neptuun teeb. Seal on ka Kaks-tinoid, mis on Neptuuniga suhtes 1: 2 vastu võetud - ja mis leitakse Kuiperi vöö välisserva poole. Uued simulatsioonid näitavad, et need resonantsi read on peaaegu nagu lumekorpused ja kui Neptuun välja rändas, korjas ta kõik need väikesed jäised kehad, Pluuto ja Plutinos.
See võis juhtuda ka Marsi puhul ja kui Mars rändas läbi ketta, oleks see ka vähe objekte korjanud.
"Olen otsustanud nimetada neid marstinisi, et hoida teema" Plutino ja Kaks-tino "," ütles Minton muhedalt. "Ma ei tea, kas see jääb kinni või mitte."
Marstiniste huvitav on Mintoni sõnul aga see, et 3: 2 resonants Marsiga on tegelikult väga ebastabiilne tsoon.
"Saturniga on tegelikult vastukaja, mis eksisteeris alles raskete hilisete pommitamiste ajal," ütles ta, "nii et enne seda oli meie arvates Saturn teistsuguses olukorras, seega oli see konkreetne vastukaja teistsuguses olukorras. . Nii et see resonantsi asukoht muutus ebastabiilseks alles pärast hiiglaslike planeetide rändamist oma praegusesse asukohta. Seega arvame, et need marstinised oleksid olnud stabiilsed ning planeedi moodustumise lõpu ja raskete pommide hilise pommitamise vahelisel perioodil muutus see piirkond ootamatult ebastabiilseks, kui planeedid nihutasid oma asukoha praegusesse asukohta. "
Niisiis võiksid marstinikud vastutada hilise raske pommitamise eest?
"Need marstinikud lükati planeedi moodustavatest piirkondadest välja asteroidi vööni," sõnas Minton, "siis äkki rändasid planeedid ja kogu see piirkond muutus ebastabiilseks ja nii oleksid nad kõik võinud põgeneda sisemise päikesesüsteemi ja lõpuks lööb Kuu. ”
On veel paar argumenti, kus marstinikud sobivad profiiliga, mis tabas Kuud hilise raske pommitamise ajal.
"Meil on põhjust arvata, et hilja raske pommitamise ajal Kuud tabanud objektid olid omamoodi asteroidide moodi, kuid mitte täpselt sellised, nagu meil praegu," ütles Minton. "Nii, et saate esitada mõned keemilised argumendid, võite ka teha mõned argumendid kokkupõrke tõenäosuste põhjal, mis ei pruugi olla piisavalt suured asteroidi vöös, et varustada kõiki asteroide ja lööke, mida me Kuul näeme."
Kuid on ka teisi lahendamata küsimusi, näiteks kui kaua kestis hiline raske pommitamine, kui see algas, kas komeedid olid Kuu pommitamise ajaloos alati olulised või olid need kõik asteroidid? Minton ütles, et Kuu edasine uurimine vastaks paljudele neist küsimustele.
„Need on kõik asjad, mille jaoks peame päriselt Kuule minema, et seda teada saada ja peaaegu kuskil mujal ei saa te seda teha. See on tõesti üks parimaid kohti päikesesüsteemi ajaloo mõistmiseks.
Minton tutvustab oma järeldusi tuleval kuu- ja planeediteaduse konverentsil 2011. aasta märtsis.
NASA Lunari teadusinstituudi taskuhäälingusaate jaoks (ka 365 astronoomiapäeva kohta) saate kuulata intervjuud, mille tegin Mintoniga planetaalsest juhitud rände kohta.
