Месец и његове тамне тачке. Кредитна слика: НАСА. Кликните за увећање.
Људи сваке културе били су фасцинирани тамним мрљама на Месецу, које изгледају као да представљају лик зеца, жабе или лице кловна. Помоћу мисија Аполон научници су открили да су ове особине заправо огромни базени за ударе који су преплављени сада учвршћеном лавом. Једно изненађење је да су се ови базени формирали релативно касно у историји раног Сунчевог система - отприлике 700 милиона година након формирања Земље и Месеца. Многи научници сада верују да ови лунарни базени сведоче о огромном скоку брзине бомбардовања планета - званом касно тешко бомбардовање (ЛХБ). Узрок тако интензивног бомбардовања, међутим, многи сматрају једном од најбоље сачуваних мистерија историје Сунчевог система.
У серији од три рада објављена у овонедељном броју часописа Натуре, међународни тим планетарних научника, Роднеи Гомес (Национална опсерваторија Бразила), Харолд Левисон (Соутхвест Ресеарцх Институте, Сједињене Државе), Алессандро Морбиделли (Обсерватоире де ла Ц Те д'Азур, Француска) и Клеоменис Циганис (ОЦА и Универзитет у Солуну, Грчка) - окупљени програмом посетилаца који је био домаћин на Обсерватоире де ла Ц 'д'Азур у Ници - предложили су модел који не само природно решава мистерија порекла ЛХБ-а, али објашњава и многе посматране карактеристике спољног планетарног система.
Овај нови модел предвиђа да су четири џиновске планете, Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун, формиране у врло компактној орбиталној конфигурацији, која је била окружена диском ситних предмета начињених од леда и стене (познатих као "планетесималс"). Нумеричке симулације тима из Нице показују да су неки од ових планетесимала полако исцурили из диска услед гравитационих ефеката планета. Планете су распршиле ове мање објекте широм Сунчевог система, понекад споља, а понекад унутра.
"Као што нас је научио Исаац Невтон, за сваку акцију постоји једнака и супротна реакција", каже Тсиганис. „Ако планета избаци планетарну вредност из Сунчевог система, планета се креће ка Сунцу, само мали део, уз надокнаду. Ако, са друге стране, планета распршује планетексални према унутра, планета скаче мало даље од Сунца. "
Нумеричке симулације показују да се Јупитер у просеку померао према унутра док су се друге џиновске планете кретале према споља.
У почетку је то био веома спор процес, потребан је милион година да се планете померају у малим количинама. Тада се, према овом новом моделу, након 700 милиона година, ситуација нагло променила. У то време Сатурн је мигрирао кроз тачку у којој је његов орбитални период био двоструко дужи од Јупитеровог. Ова посебна орбитална конфигурација узроковала је да Јупитерове и Сатурнове орбите одједном постану елиптичније.
"То је узроковало да орбита Урана и Нептуна поједе", каже Гомес. "Њихове су орбите постале веома ексцентричне и почеле су се гравитационо раштркати једна о другој - и Сатурн такође."
Тим из Нице тврди да је овај развој Уранове и Нептунове орбите изазвао ЛХБ на Месецу. Њихове компјутерске симулације показују да су ове планете врло брзо продирале у планетексални диск, разбацујући предмете по планетарном систему. Многи од ових предмета ушли су у унутрашњи сунчев систем где су ударали о Земљу и Месец. Поред тога, читав процес је дестабилизовао орбите астероида, што би онда такође допринело ЛХБ-у. Коначно, гравитациони ефекти планетесималног диска узроковали су да се Уран и Нептун развијају на своје тренутне орбите.
"Веома је убедљиво", каже Левисон. „Направили смо неколико десетина симулација овог процеса, а статистички су планете завршиле на орбитама врло сличним онима које видимо, с тачним раздвајањима, ексцентричностима и нагибима. Дакле, поред ЛХБ-а, можемо објаснити и орбите огромних планета. Ниједан други модел никада раније није постигао ниједну ствар. "
Међутим, требало је превладати још једну препреку. Сунчев систем тренутно садржи популацију астероида који у суштини слиједе исту орбиту као Јупитер, али води или прати ту планету под углом од приближно 60 степени. Компјутерске симулације показују да би та тела, позната као "тројански астероиди", била изгубљена како се орбите огромних планета мењале.
„Месецима смо седели и бринули се о овом проблему, који је, чинило се, поништио наш модел,“ каже Морбиделли, „док нисмо схватили да ако птица може да побегне из отвореног кавеза, друга може да дође и гнезди се у њој.“
Тим из Нице утврдио је да би неки од самих објеката који су покретали планетарну еволуцију и који су узроковали ЛХБ такође били заробљени у тројанским орбитама астероида. У симулацијама се показало да заробљени Тројанци репродукују орбиталну дистрибуцију посматраних Тројанаца, што је до сада било необјашњиво. Укупна предвиђена маса заробљених објеката је такође била у складу са посматраном популацијом.
Све у свему, нови модел Нице тима природно објашњава орбите огромних планета, тројанских астероида и ЛХБ до невиђене тачности. „Наш модел објашњава толико много ствари за које верујемо да морају бити у основи тачне“, каже Мордибелли. „Структура спољног сунчевог система показује да су планете вероватно прошле уздрмано добро након што је процес формирања планете завршио.“
Изворни извор: СВРИ Невс Релеасе
