Naukowcy z Southwest Research Institute (SwRI) w San Antonio w Teksasie zbadali niezwykłą parę planetoid i odkryli, że ich istnienie wskazuje na wczesne przegrupowanie planet w Układzie Słonecznym.
Owe ciała, którym badacze nadali nazwy Patroklos i Menoetius, są celem zbliżającej się misji NASA – Lucy. Mają rozmiary odpowiednio ok. 122 i 112 kilometrów, 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 obie planety 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 milionów 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 okres niestabilności miał miejsce 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 przetasowania 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, powstałych ok. 4 miliardów lat temu. Impaktory, które stworzyły te kratery, rzadziej są wyrzucane z zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego. Może to sugerować, że zostały wyrzucone przez pozostałości po formowaniu się małej planety skalistej. Wskazuje to na znaczenie planetoid z grupy Trojańczyków w historii Układu Słonecznego.
O podwójnej planetoidzie Patroklos-Menoetius znacznie więcej dowiemy się, gdy Lucy zbada ją w 2033 roku na zakończenie dwunastoletniej 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
