Марс је мала планета. Заправо, за научнике који раде моделирање соларног система, планета је то такође мала. "Свако ко прави симулације како формирате земаљске планете увек заврши са Марсом који је 5-10 пута већи него што је то у стварном животу." Минтон сарађује са колегом др Хал Левисоном на стварању нових симулација које објашњавају малу величину Марса укључивањем ефекта онога што је познато као планетарно вођена миграција, а осим тога би мали предмети које Минтон назива "Марстинис" могли узбуркати или уздрмати горе наше идеје о раном Сунчевом систему и Касном тешком бомбардовању.
Планетарни научници се слажу да су се земаљске планете формирале врло брзо у току првих 50-100 милиона година историје Сунчевог система, а наш Месец је настао од удара између објекта величине Марса и прото-Земље у неком тренутку током тог времена. Много касније је дошло до касног тешког бомбардовања, временског периода у којем је велики број кратера налетео на Месец у временском распону од само седамдесет милиона година - а по закључку Земље, Меркура, Венере и Марса вероватно су гађали и они.
Већина теорија планетарних формација не може објаснити ово интензивно раздобље бомбардовања толико касно у историји Сунчевог система, али Левисон је био део тима који је 2005. године предложио Нице модел, који сугерише како се активира Касно тешко бомбардовање када огромне планете - који су се формирали у компактнијој конфигурацији - брзо су се мигрирали један од другог (а њихова орбитална одвајања су се повећавала), а диск малих „планетесимала“ који су лежали изван орбите планета био је дестабилизован, што је изазвало нагле масивне испоруке ових планетесимал - астероиди и комети - унутрашњем сунчевом систему.
Али, према моделу, планетесималс су вероватно такође изазвали миграцију планета. Планете су се формирале од џиновског диска гаса, прашине, стеновитих крхотина и леда који окружују рано Сунце. Крхотине су се спојиле у формирање већих објеката величине планете, а симулације показују да ће већи објект величине планете уграђен у диск мањих објеката мигрирати као резултат угаоног замаха и уштеде енергије док планете расипају планетесималс на који наиђу.
„Узнемиреност од малих каменитих или ледених објеката који окружују већи објекат може узроковати да се већи објекат„ пробија “дуж диска“, рекао је Минтон за Спаце Магазине. „Сваки пут када се ови мали планетеимали сусрећу са већим предметом, они заправо изазивају мало померања у положају већег предмета. Испада да ако вежбате математику, ако постоји нека врста неравнотеже у односу на број објеката који се сусрећу на сунчаној страни, у поређењу са супротстављеном страном, заправо можете изазвати кретање великог тела у мрежи, и то се заправо дешава прилично брзо. "
Минтон и Левисон примењују исту физику планетарно вођених миграција у формирању земаљских планета.
"У случају Марса, замислите ове планетарне ембрионе који се налазе у зони Земља-Венера," рекао је Минтон. „Тада вам расте један мали заметак који ће постати Марс, и почео би да се креће због планетарно вођене миграције, и удаљава се од осталих момака. Тако је напустила пакет, а како се креће кроз диск, одстиче се од места где се све акције одвијају. "
Тако је раст Марса застао на својој садашњој величини, јер је прешао даље од материјала за изградњу планета.
Минтон је рекао да су њихове симулације овог дела заиста добро.
"Ми се бавимо много математиком и миграција је прилично брза", рекао је, "а Марс би могао да мигрира кроз диск пре него што би се могла формирати било која друга планета величине Марса. У раном Сунчевом систему где имате Марс насушен на ивици диска на 1,5 АУ, где се тренутно налази и све остале акције које се одвијају у зони Земља-Венера, тада су Земља и Венера могли да нарастају до величине какве су сада, где су отприлике исте величине и масе и Марс је сам насукан. "
А с Марсом постоји преокрет Марстиниса, који би могао понудити алтернативно објашњење за Касно тешко бомбардовање.
Марс који је мигрирао могао је покупити планетесималс у свом резонанцу, при чему два или више орбиталих тела дјелују гравитационо један на друго.
"Није уопште очигледно зашто је то тако", рекао је Минтон, "али се исто мисли да се десило и у спољњем Сунчевом систему, што је Плутону и дало своју орбиту. Ми мислимо да је Плутон заправо покупљен у 3: 2 резонанци с Нептуном када је Нептун мигрирао, и зато Плутон и остали „Плутинови“ живе у тим резонанцијама са Нептуном. “
Плутинови су други објекти Куиперовог појаса у близини Плутона. Та резонанца значи да Плутон и Плутинови обилазе Сунце три пута по свака 2 пута од Нептуна. Постоје и Двогласи, који су ухваћени у резонанци 1: 2 са Нептуном - и који се налазе према спољној ивици Куиперовог појаса. Нове симулације показују да су ове линије резонанца готово попут снежне замене, а како је Нептун мигрирао ван покупио је сва та мала ледена тела, Плутон и Плутинове.
То се такође могло догодити Марсу, а како је Марс мигрирао кроз диск, тако би покупио и мале предмете.
"Одлучио сам да зовем ове Марстинис, да се држим тема Плутино и Тво-тино", рекао је Минтон уз осмех. "Не знам да ли ће се то држати или не."
Али интересантна ствар Марстиниса, рекао је Минтон, је да је резонанца 3: 2 са Марсом заправо врло нестабилна зона.
"Заправо постоји резонанца са Сатурном која је постојала само у време касног тешког бомбардовања," рекао је, "па је пре тога Сатурн - мислимо - био у другом положају, тако да је та посебна резонанца била у другом положају . Тек након што су џиновске планете прешле на своју тренутну локацију, та резонантна локација постала је нестабилна. Стога мислимо да би ови Марстинис били стабилни и у том прелазном периоду између краја формирања планете и Касног тешког бомбардовања одједном је овај регион постао нестабилан када су планете помериле положаје на своје тренутне локације. "
Могу ли Марстинис бити одговорни за касно тешко бомбардовање?
"Ови Марстиниси су гурнути са планете која ствара регионе до појаса астероида", рекао је Минтон, "онда су одједном планете мигрирале и цео овај регион је постао нестабилан, па су сви могли отићи у унутрашњост Сунчевог система и на крају погодите Месец. "
Постоји још неколико других аргумената где Марстинис одговара профилу онога што је погодило Месец током Касног тешког бомбардовања.
"Имамо разлога да мислимо да су предмети који су погодили Месец током касног тешког бомбардовања били налик астероидима, али не баш као астероиди које имамо сада", рекао је Минтон. „Дакле, можете да изнесете неке хемијске аргументе, такође можете изнијети неке аргументе из вероватноћа удара који можда нису били довољна маса у астероидном појасу да би се снабдели сви астероиди и утицаји које видимо на Месецу.“
Али постоје и друга неријешена питања попут дугог касног тешког бомбардовања, када је започело, да ли су комете икада биле важне у историји бомбардовања Месеца или су то уопште били астероиди? Минтон је рекао да ће даље истраживање Месеца одговорити на многа од ових питања.
„Све су то ствари које заиста морамо да идемо на Месец да бисмо то сазнали и скоро нигде друго не можете да то урадимо. То је заиста једно од најбољих места за разумевање целе историје Сунчевог система.
Минтон ће своја открића представити на предстојећој Лунарној и планетарној научној конференцији у марту 2011.
Можете да слушате интервју који сам урадио са Минтоном о планетарно вођеним миграцијама за подкаст НАСА Лунар Сциенце Институте (доступан и на 365 дана астрономије.)
