Marte este o planetă mică. De fapt, pentru oamenii de știință care fac modelarea sistemului solar, planeta este de asemenea mic. „Toți cei care fac simulări ale modului în care formați planetele terestre ajung întotdeauna cu un Marte de 5-10 ori mai mare decât este în viața reală.” Minton a lucrat alături de colegul Dr. Hal Levison pentru a crea noi simulări care să explice dimensiunile reduse ale Marte, incluzând efectul a ceea ce este cunoscut sub numele de migrație condusă de planetesimal și, în plus, obiecte mici pe care Minton le numește „Marstinis” ar putea agita sau agita susțineți-ne ideile despre sistemul solar timpuriu și bombardarea grea târzie.
Oamenii de știință planetari sunt de acord că planetele terestre s-au format foarte repede în primii 50-100 de milioane de ani din istoria sistemului solar și Luna noastră s-a format dintr-un impact între un obiect de dimensiune Marte și proto-Pământ la un moment dat în acea perioadă. Mult mai târziu a fost Bombardarea grea târzie, perioada în care un număr mare de cratere de impact s-au format pe Lună într-un interval de timp de doar șaptezeci de milioane de ani - și prin inferență Pământ, Mercur, Venus și Marte au fost probabil și ele pumelate.
Majoritatea teoriilor formării planetare nu pot ține cont de această perioadă intensă de bombardament atât de târziu în istoria sistemului solar, dar Levison a făcut parte dintr-o echipă care în 2005 a propus Modelul de la Nisa, care a sugerat cum a fost declanșat Bombardamentul greu târziu când planetele gigantice - care s-au format într-o configurație mai compactă - au migrat rapid unul de celălalt (iar separațiile lor orbitale au crescut), și un disc de „planeteimale” mici care se aflau în afara orbitelor planetelor a fost destabilizat, provocând o livrare masivă bruscă a acestora planetesimale - asteroizi și comete - către sistemul solar interior.
Dar, conform modelului, probabil că planetesimele au provocat și migrația planetelor. Planetele s-au format dintr-un disc uriaș de gaz, praf, resturi stâncoase și gheață care înconjoară Soarele timpuriu. Debrisurile s-au reunit pentru a forma obiecte mai mari de dimensiuni ale planetei, iar simulările arată că obiectele de dimensiuni mai mari ale planetei încorporate într-un disc de obiecte mai mici vor migra ca urmare a momentului unghiular și a conservării energiei, pe măsură ce planetele împrăștiau planeteimalele pe care le întâlnesc.
„Perturbațiile de la obiecte stâncoase mici sau înghețate care înconjoară un obiect mai mare pot determina obiectul mai mare să„ scoate ”de-a lungul discului”, a declarat Minton pentru Space Magazine. „De fiecare dată când aceste mici planetesimale se întâlnesc cu obiectul mai mare, ele provoacă de fapt un mic nod în poziția obiectului mai mare. Se dovedește dacă lucrați cu matematica, dacă există un fel de dezechilibru ușor în ceea ce privește numărul de obiecte întâlnite pe partea soarelui versus întâlnirea pe partea anti-soare, puteți provoca de fapt o mișcare netă a corpului mare și de fapt se întâmplă destul de repede. "
Minton și Levison au aplicat aceeași fizică a migrației conduse de planetezime la formarea planetelor terestre.
„În cazul lui Marte, imaginați-vă acești embrioni planetari aflați în zona Pământ-Venus”, a spus Minton. „Atunci ai un mic embrion în creștere pentru a deveni dimensiunea lui Marte și ar începe să migreze din cauza migrației provocate de planetezime și scoate departe de ceilalți tipi. Așa că a părăsit pachetul și, pe măsură ce se deplasează pe disc, se îndepărtează de locul în care se desfășoară toată acțiunea. "
Prin urmare, creșterea lui Marte s-a impus la dimensiunea actuală, deoarece a migrat departe de materialele de construcție ale planetei.
Minton a spus că simulările lor despre această lucrare sunt foarte bune.
„Am făcut o mulțime de matematică, iar migrația este destul de rapidă”, a spus el, „iar Marte ar putea migra pe disc înainte de a se forma orice altă planetă de dimensiune Marte. Într-un sistem solar timpuriu în care aveți un Marte blocat la marginea discului la 1,5 AU, care este chiar acum și toate celelalte acțiuni care se desfășoară în zona Pământ-Venus, atunci Pământul și Venus au putut cresc până la dimensiunea pe care o au acum, unde sunt amândoi aproximativ aceeași dimensiune și masă, iar Marte este blocat de unul singur. "
Și cu Marte există o răsucire a lui Marstinis, care ar putea oferi o explicație alternativă pentru Bombardamentul greu de întârziere.
Marte care migrează ar fi putut să ia planetesimale în rezonanța sa, unde două sau mai multe corpuri orbitante exercită o influență gravitațională unul asupra celuilalt.
„Nu este deloc evident de ce este asta”, a spus Minton, „dar același lucru se crede că s-a întâmplat și în sistemul solar exterior, ceea ce i-a dat pe Pluto orbita sa. Credem că Pluton a fost de fapt ridicat în rezonanța 3: 2 cu Neptun atunci când Neptun a emigrat și de aceea Pluto și ceilalți „Plutinos” trăiesc în aceste rezonanțe cu Neptun. ”
Plutinos sunt alte obiecte ale centurii Kuiper lângă Pluto. Această rezonanță înseamnă că Pluton și Plutinos merg în jurul Soarelui de trei ori de fiecare dată de Neptun. Există, de asemenea, Two-tinos, care sunt prinse într-o rezonanță 1: 2 cu Neptun - și care se găsesc spre marginea exterioară a centurii Kuiper. Noile simulări arată că aceste linii de rezonanță sunt aproape ca o ploaie de zăpadă și, pe măsură ce Neptun a migrat, a ridicat toate aceste mici corpuri înghețate, Pluto și Plutinos.
Acest lucru s-ar fi putut întâmpla și lui Marte, iar pe măsură ce Marte a migrat prin disc, ar fi ridicat și obiecte mici.
"Am decis să-i numesc pe acești Marstini, pentru a ține în discuție tema Plutino și Two-tino", a spus Minton cu un rânjet. „Nu știu dacă asta va rămâne sau nu”.
Dar lucrul interesant despre Marstinis, a spus Minton, este că o rezonanță 3: 2 cu Marte este de fapt o zonă foarte instabilă.
"Există o rezonanță acolo cu Saturn, care a existat doar pe vremea Bombardamentului Târziu", a spus el, "așa că, înainte de asta, Saturn - credem noi - era într-o poziție diferită, deci această rezonanță particulară era într-o poziție diferită . Astfel, abia după ce planetele uriașe au migrat în locația lor actuală, această locație de rezonanță a devenit instabilă. Deci, credem că acești Marstini ar fi fost stabili și în acea perioadă interimară dintre sfârșitul formării planetei și Bombardamentul greu târziu, dintr-o dată această regiune a devenit instabilă atunci când planetele au mutat pozițiile în locațiile lor actuale. "
Deci Marstinii ar putea fi responsabili pentru bombardarea grea târzie?
„Acești Marstini au fost împinși de pe planetă formând regiuni către centura de asteroizi”, a spus Minton, „atunci dintr-o dată planetele au migrat și această întreagă regiune a devenit instabilă, astfel încât toți ar fi putut pleca aruncând în sistemul solar interior și sfârșește lovind Luna. "
Există și câteva alte argumente, în cazul în care marstinienii se potrivesc profilului celor care au lovit luna în timpul bombardamentului târziu târziu.
„Avem motive să credem că obiectele care au lovit Luna în timpul Bombardamentului Târziu, au fost ca niște asteroizi, dar nu exact ca asteroizii pe care îi avem acum”, a spus Minton. „Așadar, există câteva argumente chimice pe care le puteți face, de asemenea, puteți face unele argumente din probabilitățile de impact care s-ar putea să nu fi fost o masă suficientă în centura de asteroizi pentru a furniza toate asteroizii și impacturile pe care le vedem pe Lună.”
Dar există și alte aspecte remarcabile, cum ar fi cât a durat Bombardamentul greu întârziat, când a început, au fost vreodată comete importante în istoria bombardamentelor pe Lună sau au fost toate asteroizii? Minton a spus că explorarea suplimentară a Lunii va răspunde la multe dintre aceste întrebări.
„Acestea sunt toate lucrurile pe care trebuie să mergem cu adevărat pe Lună pentru a le afla și nu există aproape nicăieri unde poți să o faci. Este într-adevăr unul dintre cele mai bune locuri pentru a înțelege toată istoria sistemului solar.
Minton își va prezenta concluziile la viitoarea Conferință de știință lunară și planetară din martie 2011.
Puteți asculta un interviu pe care l-am făcut cu Minton despre migrația bazată pe planetezime pentru podcastul NASA Lunar Science Institute (disponibil și în 365 de zile de astronomie.)
