Насколько бурной была молодость Солнечной системы?

Вот уже несколько десятков лет разнообразные планетарные странности объясняются мощными космическими столкновениями. Например, встреча с другим объектом могла лишить Меркурий большей части его мантии, в результате чего на железное ядро планеты пришёлся неправдоподобно большой процент объёма. Аналогичное событие могло «завалить набок» Уран.

Однако американский космический аппарат MESSENGER обнаружил в коре Меркурия много серы и калия, тогда как считалось, что столкновение должно было испарить эти элементы. Неужели от ударной гипотезы придётся отказаться?

Что касается Урана, то и здесь столкновением не объяснишь, почему все его спутники тоже наклонены. Стэнтон Пил из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) просит добавить к этому то, что удар не объясняет орбиты лун Плутона. Не следует ли нам вовсе отказаться от идеи о том, что протопланеты «громили» друг в друга в молодой Солнечной системе?

На совместном заседании Европейского конгресса планетарных наук и отделения планетарных наук Американского астрономического общества специалисты попросили коллег не спешить. Например, Сара Стюарт из Гарвардского университета (США) уверена, что Меркурий могли «раздеть», не задев летучих элементов. А Алессандро Морбиделли из Обсерватории Лазурного берега (Франция) представил новую модель воздействия, которая объясняет аномалию Урана.

«Летучий материал можно потерять только в том случае, если его каким-то образом удастся «отцепить» от более тяжёлых и тугоплавких элементов, — заметила г-жа Стюарт. — Например, наша Луна имеет низкое содержание летучих элементов, поскольку она медленно формировалась из горячего диска, окружавшего Землю». Этот диск, по её словам, оставался горячим достаточно долго, чтобы потерять основную часть лёгких элементов. «А вот Меркурий после столкновения остыл быстро, что позволило большей части калия и серы сохраниться», — заключила г-жа Стюарт.

Тем не менее астрохимик Ричард Старр из Центра космических полётов НАСА им. Годдарда и физик Патрик Пепловски из Университета Джонса Хопкинса (США) объявили о смерти ударной гипотезы применительно к Меркурию. Впрочем, они признают, что никто не проводил детальных расчётов потери элементов в результате столкновения. «Сара указала на очень интересный момент», — сказал г-н Пепловски.

Между тем г-н Морбиделли полагает, что удар по Урану был нанесён раньше, чем принято считать. К тому же их было несколько. «В первые дни Солнечной системы, по всей видимости, существовало несколько сотен протопланет, — отметил специалист. — И если крупное столкновение было, то велика вероятность, что оно произошло на самом раннем этапе».

В новой модели Уран «стукнули» ещё до того, как его спутники сформировались из газа и пыли, окружавшей планету. Диск был потрясён воздействием, а затем снова собрался в экваториальной плоскости. Только потом из него образовались спутники.

Для того чтобы объяснить, почему спутники двигаются по орбите в направлении вращения планеты, г-н Морбиделли вынужден ввести ещё несколько столкновений. Наклон оси Урана составляет 98˚, причём планета вращается в направлении, противоположном её орбитальному движению вокруг Солнца. Но частицы диска должны были по-прежнему двигаться в первоначальном направлении, даже если бы они оказались в новой экваториальной плоскости.

Эта проблема исчезнет, если принять, что первый удар наклонил планету, скажем, на 50˚ или около того, а второй удар — ещё на 48˚. Возможно, были также продолжительные серии небольших воздействий.

Точно так же спутниковая система Плутона могла образоваться в результате нескольких столкновений, которые привели к возникновению большого Харона и маленьких Никты, Гидры и S/2011 (134340) 1. «Проведённое нами моделирование показало наличие дополнительных стабильных регионов вокруг карликовой планеты, где могли в конечном итоге оказаться малые спутники», — заявил на пресс-конференции г-н Пил.

В 2015 году с Плутоном встретится американский космический аппарат «Новые горизонты». Тогда и посмотрим.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Текст: Дмитрий Целиков

Послушать эту новость