Марс - це маленька планета. Насправді, для вчених, які займаються моделюванням сонячної системи, ця планета є теж малий. "Кожен, хто робить моделювання того, як ви формуєте земні планети, завжди стикається з Марсом, який в 5-10 разів більший, ніж це в реальному житті". Мінтон працював разом з колегою доктором Хэлом Левісоном над створенням нових симуляцій, що пояснюють невеликий розмір Марса, включаючи ефект, який називають міграцією, що ведеться до планети, і, крім того, невеликі об'єкти, які Мінтон називає "Марстініс", могли б перемішати або похитнути до наших уявлень про ранню Сонячну систему та пізні важкі бомбардування.
Планетарні вчені погоджуються, що земні планети сформувалися дуже швидко протягом перших 50-100 мільйонів років історії Сонячної системи, а наш Місяць утворився від удару між об'єктом розміру Марса та прото-Землею в якийсь момент за цей час. Значно пізніше було пізнє важке бомбардування, період часу, коли велика кількість ударних кратерів утворилася на Місяць протягом періоду часу, що склав лише сімдесят мільйонів років, - і за висновками Земля, Меркурій, Венера та Марс, ймовірно, були також забиті.
Більшість теорій планетних формувань не можуть пояснити цей інтенсивний період обстрілів так пізно в історії Сонячної системи, але Левісон був частиною команди, яка в 2005 році запропонувала Ніцца модель, яка припускала, як запускається пізній важкий обстріл, коли гігантські планети - які утворилися в більш компактній конфігурації - швидко мігрували далеко один від одного (і їх орбітальне відділення все збільшувалося), а диск невеликих «планетесималів», що лежали поза орбітами планет, був дестабілізований, викликаючи раптову масову доставку цих планетезимали - астероїди і комети - до внутрішньої сонячної системи.
Але, згідно з моделлю, планематичні тварини, ймовірно, також спричинили міграцію планет. Планети утворюються з гігантського диска газу, пилу, скелястих уламків і льоду, що оточують раннє Сонце. Уламки об'єднуються з утворенням більших об’єктів планети, і симуляції показують, що більший об’єкт розміру планети, вбудований у диск менших об'єктів, буде мігрувати внаслідок кутового імпульсу та енергозбереження, оскільки планети розсіюють планетисимали, з якими вони стикаються.
"Порушення від невеликих кам'янистих або крижаних об'єктів, що оточують більший об'єкт, може призвести до того, що більший об'єкт буде" копатися "по диску", - заявила Мінтон для Space Magazine. «Кожен раз, коли ці маленькі плаценькіматеріали стикаються з більшим об’єктом, вони насправді викликають невелике поштовх у положенні більшого об’єкта. Виявляється, якщо ви відпрацьовуєте математику, якщо є якийсь незначний дисбаланс у кількості предметів, що зустрічаються на сонячній стороні, а проти зустрічних на протизахідній стороні, ви можете насправді викликати чистий рух великого тіла, і це насправді відбувається досить швидко ».
Мінтон і Левісон застосовували однакову фізику міграції, що рухається в планетарному режимі, до утворення планет земної кулі.
"У випадку Марса, уявіть собі ці планетарні ембріони, розташовані в зоні Земля-Венера", - сказав Мінтон. "Тоді у вас зростає один маленький ембріон, який набуває розміру Марса, і він почне мігрувати через міграцію, що рухається в планетарному режимі, і відходить від інших хлопців. Таким чином, він залишив пакет, і коли він переміщається по диску, він потрапляє вниз, звідки відбувається вся дія ».
Тож зростання Марса застопорилося на його нинішніх розмірах, оскільки він мігрував подалі від планетобудівних матеріалів.
Мінтон сказав, що їх моделювання цієї роботи справді добре.
"Ми багато займалися математикою, і міграція досить швидка", - сказав він, - і Марс міг мігрувати через диск до того, як може сформуватися будь-яка інша планета розміром з Марсом. У ранній Сонячній системі, де у вас є Марс, що відірвався від краю диска в 1,5 АС, саме там він знаходиться зараз, і всі інші дії, що відбуваються в зоні Земля-Венера, тоді Земля і Венера змогли зростають до тих розмірів, якими вони є зараз, де вони приблизно однакові за розміром і масою, і Марс сидить на меті самостійно ».
А з Марсом відбувається поворот Марстініса, який міг би запропонувати альтернативне пояснення пізньої важкої бомбардування.
Мігруючий Марс міг підхопити планетизималів у своєму резонансі, коли два або більше орбітальних тіл здійснювали гравітаційний вплив один на одного.
«Це зовсім не очевидно, чому це так, - сказав Мінтон, - але, як вважається, те саме трапилося і у зовнішній Сонячній системі, що і дало Плутону його орбіту. Ми вважаємо, що Плутон насправді був піднятий у резонансі 3: 2 з Нептуном, коли Нептун мігрував, і тому Плутон та інші «Плутіно» живуть у цих резонансах з Нептуном ».
Плутіно - інші об'єкти поясу Койпера поблизу Плутона. Цей резонанс означає, що Плутон і Плутінос обходять Сонце три рази на кожні 2 рази Нептун. Є також Дві тиноси, які потрапляють у резонанс 1: 2 з Нептуном - і які знаходяться у напрямку до зовнішнього краю поясу Койпера. Нові симуляції показують, що ці лінії резонансів майже як снігоочисні машини, і коли Нептун мігрував, він підхопив усі ці маленькі крижані тіла, Плутон та Плутіно.
Це також могло статися з Марсом, і коли Марс мігрував через диск, він також підхопив би маленькі предмети.
"Я вирішив зателефонувати цим Marstinis, щоб продовжувати тему" Плутіно "та" Два тино ", - з усмішкою сказав Мінтон. "Я не знаю, буде це дотримуватися чи ні".
Але цікаво про Марстиніс, за словами Мінтона, це те, що резонанс 3: 2 з Марсом насправді є дуже нестабільною зоною.
"Насправді там є резонанс із Сатурном, який існував лише в часи пізньої важкої бомбардування", - сказав він, - тому до цього Сатурн - ми думаємо - був у іншому положенні, тому цей особливий резонанс був у іншому положенні . Тож лише після того, як планети-гіганти мігрували до їх поточного місця, це резонансне місце стало нестабільним. Отже, ми думаємо, що ці марстіні були б стабільними і в той проміжний період між кінцем формування планети та пізньою важкою бомбардуванням раптом цей регіон став нестабільним, коли планети змістили свої позиції у свої поточні місця ».
То чи могли б Марстініс нести відповідальність за пізні важкі бомбардування?
"Ці марстіні були витіснені з планети, що утворює регіони, до астероїдного пояса", - сказав Мінтон, - раптом планети мігрували, і весь цей регіон став нестабільним, і тому всі вони могли перекинутися у внутрішню Сонячну систему і врешті-решт вдарившись про Місяць. "
Є ще декілька аргументів, де Марстініс підходив до профілю того, що потрапило на Місяць під час пізнього важкого обстрілу.
"У нас є підстави вважати, що об'єкти, які потрапили на Місяць під час пізнього важкого обстрілу, були схожі на астероїди, але не зовсім схожі на астероїди у нас зараз", - сказав Мінтон. "Отже, є кілька хімічних аргументів, які ви можете зробити, також ви можете зробити аргументи на основі ймовірностей ударів, які, можливо, не були достатньою масою в поясі астероїдів, щоб забезпечити всі астероїди і впливи, які ми бачимо на Місяць".
Але є й інші невирішені питання, такі як тривалий пізній важкий обстріл, коли він розпочався, чи були комети, колись важливими в історії обстрілів Місяця, чи це все астероїди? Мінтон сказав, що подальше вивчення Місяця дасть відповідь на багато з цих питань.
«Це все, що нам дійсно потрібно їхати на Місяць, щоб дізнатися, і майже ніде більше ви не можете піти, щоб це зробити. Це дійсно одне з найкращих місць, щоб зрозуміти всю історію Сонячної системи.
Мінтон представить свої висновки на майбутній конференції про Місячні та планетарні науки в березні 2011 року.
Ви можете послухати інтерв'ю, яке я робив з Мінтоном про міграцію, що спричиняється планетним режимом, для подкасту NASA Lunar Science Institute (також доступний на 365 днях астрономії.)
