В эпоху хаоса в Солнечной системе Юпитер способствовал образованию Луны
Событие «великой нестабильности» посеяло хаос среди планет, заставив газовых гигантов перемещаться по космосу, пока они не вышли на известные сегодня орбиты. Это произошло между 60 и 100 миллионами лет после рождения Солнечной системы. В результате тщательной научной работы была установлена связь между Юпитером и образованием Луны.
Ученые полагают, что мигрирующие планеты — в первую очередь Юпитер — могли привести к образованию спутника Земли, дестабилизировав орбиту протопланеты под названием Тейя, которая была размером с Марс. Такое событие спровоцировало столкновение с Землей, в результате которого в космос были выброшены обломки, которые, по словам специалистов, могли образовать Луну.
Благодаря исследованиям состава и расположения различных типов астероидов и комет ученые знают, что вышеупомянутая катастрофа произошла на ранней стадии истории Солнечной системы. Тем не менее есть несколько загадок, которые еще предстоит решить, когда речь заходит о том, как именно все произошло.
Например, ученым известно, что объекты Солнечной системы, за которыми человечество наблюдает сегодня, сформировались вокруг Солнца из диска газа и пыли. Однако некоторые из них, а именно астероиды и кометы, по-видимому, состоят из материала, которого не было на диске. Астрономы считают, что эти элементы сформировались ближе к Солнцу, прежде чем рассеяться дальше.
В молодой Солнечной системе четыре газовые планеты-гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — располагались ближе друг к другу. Со временем гравитационные взаимодействия с планетезималями за пределами Нептуна привели к тому, что Сатурн, Уран и Нептун мигрировали наружу. Тем временем Юпитер остался внутри, где, по мнению ученых, он, в свою очередь, мог дестабилизировать небесные тела во внутренней части Солнечной системы.
«Идея этой орбитальной неустойчивости сейчас хорошо зарекомендовала себя в планетарном сообществе, но время, в которое произошла эта неустойчивость до сих пор остаётся предметом дискуссий», — рассказывает планетарный ученый из команды Авделлиду из Университета Лестера.
Ученые называют теорию, лежащую в основе этой орбитальной нестабильности, «моделью Ниццы», в честь французского города, в котором находится обсерватория на Лазурном берегу, где астрономы первоначально разработали эту идею. Тогда предполагалось, что эта нестабильность произошла между 500 и 800 миллионами лет после зарождения Солнечной системы. Если это правда, то это совпало бы с событием, известным как Поздняя тяжелая бомбардировка, в ходе которой внутренние планеты были бы засыпаны кометами, сбитыми со своих орбит мигрирующими газовыми гигантами. Однако факты опровергли концепцию, и теперь ученые считают, что нестабильность произошла не позднее, чем через 100 миллионов лет после образования Солнечной системы, исходя из того, когда Юпитер мог накопить свои троянские астероиды в точках Лагранжа L4 и L5.
Команда ученых сосредоточилась на разновидности метеорита под названием эль-энстатитовый хондрит, который отличается низким содержанием железа и очень похож по составу и изотопному соотношению на материал, из которого образовалась Земля. Это говорит специалистам о том, что земные и эль-хондриты сконденсировались из одной и той же части планетообразующего диска.
Что-то должно было отбросить прародителя семейства метеоритов в пояс астероидов, и это «что-то», по словам исследователей, должно было быть нестабильностью, которая заставила Юпитер сойти с орбиты.
Используя динамическое моделирование, команда Авделлиду смогла смоделировать различные сценарии, связанные с мигрирующим Юпитером, и пришла к выводу, что планета-гигант могла превратить прародителя Атора в астероид уже через 60 миллионов лет после рождения Солнечной системы. В сочетании с данными о троянских астероидах Юпитера ученые теперь могут сказать, что великая нестабильность имела место между 60 и 100 миллионами лет назад.
Столкновение между Землей и Тейей, в результате которого образовалась Луна, произошло примерно в этот период времени.
«Мы понимаем, что на Протоземле произошло гигантское столкновение Тейи, которое имело очень похожий состав, — рассказывают ученые. — На основе исследований образцов с Луны получены оценки возраста, в то время как другие коллеги показали, что это столкновение могло быть результатом нестабильности планеты-гиганта».