Naukowcy znajdują dowody na wczesne tasowanie się planet

Naukowcy z Southwest Research Institute zbadali niezwykłą parę planetoid i odkryli, że ich istnienie wskazuje na wczesne przegrupowanie planet w Układzie Słonecznym. 

Owe ciała, nazwane Patroklos i Menoetius, są celem zbliżającej się misji NASA – Lucy. Mają rozmiary ok. 122 i 112 km i są układem podwójnym planetoid. Należą do grupy zwanej Trojańczykami i jest to największy znany układ podwójny w tej grupie. Dwa roje Trojańczyków krążą w przybliżeniu w takiej samej odległości od Słońca, co Jowisz. Jedne znajdują się na orbicie przed gazowym olbrzymem, drugie za nim.

Planetoidy z grupy Trojańczyków prawdopodobnie zostały schwytane podczas dramatycznego okresu dynamicznej niestabilności podczas potyczki między olbrzymimi planetami Układu Słonecznego – Jowiszem, Saturnem, Uranem i Neptunem. To trzęsienia międzyplanetarne wypchnęło Urana i Neptuna na zewnątrz, gdzie napotkały dużą pierwotną populację małych ciał, o których sądzono, że są źródłem dzisiejszych obiektów Pasa Kuipera – obiektu krążącego na skraju Układu Słonecznego. Wiele małych ciał pierwotnego Pasa Kuipera zostało powrzucanych do wewnątrz, a kilka zostało uwięzionych jako planetoidy z grupy Trojańczyków.

Kluczową kwestią związaną z tym modelem Układu Słonecznego było jednak to, kiedy do tego doszło. W swoim artykule naukowcy wykazali, że samo istnienie pary Patroklos-Menoetius wskazuje, że dynamiczna niestabilność wśród gazowych olbrzymów musiała nastąpić w ciągu pierwszych 100 mln lat formowania się Układu Słonecznego.

Najnowsze modele formowania się małych ciał sugerują, że te typy układów podwójnych są pozostałościami z najwcześniejszego okresu Układu Słonecznego, gdy pary takich obiektów mogły powstać bezpośrednio z zapadającego się obłoku „kamyków”.

Obserwacje dzisiejszego Pasa Kuipera pokazują, że takie planetoidy podwójne były dość powszechne w tamtym czasie. Obecnie istnieje zaledwie kilka takich układów i krążą na orbicie Neptuna. Pytanie brzmi: jak wytłumaczyć istnienie tych, które przetrwały?

Gdyby niestabilność została  opóźniona o wiele setek milionów lat, jak sugerowały to niektóre modele ewolucji Układu Słonecznego, kolizje wewnątrz pierwotnego dysku zakłóciłyby te stosunkowo delikatne planetoidy podwójne, nie pozostawiając niczego do przechwycenia w grupie Trojańczyków. Wcześniejsze tasowania grawitacyjne pozostawiłyby więcej planetoid podwójnych w stanie nienaruszonym, zwiększając prawdopodobieństwo, że przynajmniej jedna z nich zostałaby przechwycona w grupie Trojańczyków. Zespół astronomów stworzył nowe modele, które pokazują, że istnienie planetoidy podwójnej Patroklos-Menoetius silnie wskazuje na wcześniejszą niestabilność.

Ów wczesny dynamiczny model niestabilności niesie ze sobą poważne konsekwencje dla planet skalistych, szczególnie w odniesieniu do pochodzenia dużych kraterów uderzeniowych na Księżycu, Merkurym i Marsie utworzone ok. 4 mld lat temu. Impaktory, które stworzyły te kratery, rzadziej są wyrzucane z zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. To mogło sugerować, że zostały wyrzucone przez pozostałości po formowaniu się małej planety skalistej.

To podkreśla znaczenie planetoid z grupy Trojańczyków w historii Układu Słonecznego. Znacznie więcej dowiemy się o Patroklos-Menoetius, gdy Lucy zbada ją w 2033 r. na zakończenie 12-letniej misji do obu grup Trojańczyków.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Scientists find evidence for early planetary shake-up

Źródło: SwRI

Na zdjęciu: Wizja artystyczna planetoid z grupy Trojańczyków, badanych przez zespół z Southwest Research Institute. Źródło: NASA/JPL-Caltech