Mars je mali planet. Zapravo, za znanstvenike koji rade modeliranje sunčevog sustava, planet je isto mali. "Svi koji rade simulacije kako oblikujete zemaljske planete uvijek završe s Marsom koji je 5-10 puta veći nego što je to u stvarnom životu." Minton surađuje s kolegom dr. Hal Levisonom na stvaranju novih simulacija koje objašnjavaju malu veličinu Marsa uključujući učinak onoga što je poznato kao planetarno vođena migracija, a osim toga bi mali predmeti koje Minton naziva "Marstinis" mogli uzburkati ili uzdrmati gore naše ideje o ranom Sunčevom sustavu i Kasnom teškom bombardiranju.
Planetarni znanstvenici se slažu da su se zemaljske planete formirale vrlo brzo u prvih 50-100 milijuna godina povijesti Sunčevog sustava, a naš Mjesec se stvorio od udara između objekta veličine Marsa i proto-Zemlje u nekom trenutku za to vrijeme. Mnogo kasnije bilo je Kasno teško bombardiranje, vremensko razdoblje u kojem se na Mjesecu stvorio veliki broj kratera unutar vremenskog razdoblja od samo sedamdeset milijuna godina - a prema zaključku Zemlje, Merkura, Venere i Marsa vjerojatno su i napuhani.
Većina teorija planetarnih formacija ne može objasniti ovo intenzivno razdoblje bombardiranja toliko kasno u povijesti Sunčevog sustava, ali Levison je bio dio tima koji je 2005. godine predložio Nice model, koji je sugerirao kako je pokrenuto Kasno teško bombardiranje kada su planete divovi - koji su se formirali u kompaktnijoj konfiguraciji - brzo su se migrirali jedan od drugoga (i njihova se orbitalna odvajanja sve više povećavala), a disk malih "planetesimala" koji su ležali izvan orbite planeta destabilizirao je, uzrokujući naglo masivno isporučivanje planetesimal - asteroidi i kometi - u unutarnji Sunčev sustav.
Ali, prema modelu, planetesimal su vjerojatno također uzrokovali migraciju planeta. Planeti su nastali od divovskog diska plina, prašine, kamenitih krhotina i leda koji okružuju rano Sunce. Krhotine su se spojile u veće objekte veličine planete, a simulacije pokazuju da će veći objekt veličine planeta ugrađen u disk manjih predmeta migrirati kao rezultat zamaha zamaha i uštede energije dok planete raspršuju planeteimal na koji naiđu.
"Uznemirenost od malih kamenitih ili ledenih objekata koji okružuju veći objekt može uzrokovati da se veći objekt" zaglavi "duž diska", rekao je Minton za Space Magazine. "Svaki put kada se ovi mali planetesimals nađu na većem objektu, oni zapravo uzrokuju malo pomicanja u položaju većeg predmeta. Ispada da ako vježbate matematiku, ako postoji neka vrsta neznatne neravnoteže broja predmeta koji se susreću na sunčanoj strani, u odnosu na stranu protiv sunca, zapravo možete uzrokovati neto kretanje velikog tijela, i to se zapravo događa prilično brzo. "
Minton i Levison primjenjivali su istu fiziku planetarno vođenih migracija na stvaranje zemaljskih planeta.
"U slučaju Marsa, zamislite ove planetarne embrije koji se nalaze u zoni Zemlja-Venera", rekao je Minton. "Onda imate jedan mali zametak koji raste i postaje Mars, a on bi počeo migrirati zbog planetarno vođene migracije, a odskače od ostalih momaka. Tako je napustila paket, a kako se kreće kroz disk, odmakne se od mjesta na kojem se sve događa. "
Dakle, rast Marsa zaustavio se na svojoj sadašnjoj veličini jer je migrirao dalje od materijala za izgradnju planeta.
Minton je rekao da su njihove simulacije ovog djela jako dobro.
"Mi radimo puno matematike i migracija je prilično brza", rekao je on, "a Mars bi mogao migrirati kroz disk prije nego što bi se mogao oblikovati bilo koji drugi planet veličine Marsa. U ranom Sunčevom sustavu u kojem imate Mars nasušen na rubu diska na 1,5 AU, a to je mjesto na kojem se trenutno nalazi, a sve ostale akcije koje se odvijaju u zoni Zemlja-Venera, tada su Zemlja i Venera mogli narasti do veličine kakva je sada, gdje su otprilike iste veličine i mase, a Mars je sam na cjedilu. "
A s Marsom postoji zavoj Marstinis, koji bi mogao ponuditi alternativno objašnjenje za Kasno teško bombardiranje.
Mars koji je migrirao mogao je pokupiti planetesimals u svojoj rezonanci, gdje dva ili više tijela u orbiti gravitiraju jedno na drugo.
"Uopće nije očito zašto je to tako", rekao je Minton, "ali smatra se da se ista stvar dogodila u vanjskom Sunčevom sustavu, zbog čega je Pluton dobio orbitu. Mislimo da je Pluton zapravo pokupljen u 3: 2 rezonanci s Neptunom kada je Neptun migrirao, i zato Pluton i ostali "Plutinovi" žive u tim rezonancijama s Neptunom. "
Plutinovi su drugi objekti Kuiperovog pojasa u blizini Plutona. Ta rezonanca znači da Pluton i Plutinovi obilaze Sunce tri puta po svaka 2 puta od Neptuna. Postoje i Two-tinos, koji su uhvaćeni u rezonanci 1: 2 s Neptunom - i koji se nalaze prema vanjskom rubu Kuiperovog pojasa. Nove simulacije pokazuju da su ove linije rezonanca gotovo poput snježne mećave, a kako je Neptun migrirao van pokupio je sva ta mala ledena tijela, Pluton i Plutinove.
To se također moglo dogoditi Marsu, a kako je Mars migrirao kroz disk, također bi pokupio male predmete.
"Odlučio sam nazvati ove Marstinis, zadržati se na temu Plutino i Two-tino", rekao je Minton uz osmijeh. "Ne znam hoće li se to zalijepiti ili ne."
Ali zanimljivost Marstinisa, rekao je Minton, jest da je rezonanca 3: 2 s Marsom zapravo vrlo nestabilna zona.
"Zapravo postoji rezonanca sa Saturnom koja je postojala samo u vrijeme kasnog teškog bombardiranja," rekao je, "pa je prije toga Saturn - mislimo - bio u drugom položaju, tako da je ta posebna rezonanca bila u drugom položaju , Tek nakon što su divovski planeti prešli na svoje trenutno mjesto, ovo je rezonantno mjesto postalo nestabilno. Stoga mislimo da bi ti Marstinis bili stabilni i da bi u tom privremenom razdoblju između kraja formiranja planeta i Kasnog teškog bombardiranja odjednom ovo područje postalo nestabilno kad su planeti pomjerali položaje na svoje trenutno mjesto. "
Mogu li Marstinis biti odgovorni za kasno teško bombardiranje?
"Ovi Marstinisi bili su gurnuti sa planeta koji tvore regije do pojasa asteroida", rekao je Minton, "odjednom su planete migrirale i cijela ova regija postala je nestabilna, pa su svi mogli preletjeti u unutarnji Sunčev sustav i na kraju pogodi Mjesec. "
Postoji i nekoliko drugih argumenata gdje su Marstinis odgovarali profilu onoga što je pogodilo Mjesec za vrijeme Kasnog teškog bombardiranja.
"Imamo razloga misliti da su predmeti koji su pogodili Mjesec za vrijeme Kasnog teškog bombardiranja bili nalik asteroidima, ali nisu baš poput asteroida koji imamo sada", rekao je Minton. "Dakle, možete iznijeti neke kemijske argumente. Također možete iznijeti neke argumente iz vjerojatnosti udara koji možda nisu bili dovoljna masa u asteroidnom pojasu da bi opskrbio sve asteroide i utjecaje koje vidimo na Mjesecu."
Ali postoje i druga neriješena pitanja poput dugog kasnog teškog bombardiranja, kada je započelo, jesu li kometi ikada važni u povijesti bombardiranja Mjeseca ili su to bili samo asteroidi? Minton je rekao da će daljnje istraživanje Mjeseca odgovoriti na mnoga od ovih pitanja.
"Sve su to stvari koje stvarno trebamo ići na Mjesec da bismo to saznali, a gotovo nigdje drugdje ne možete to učiniti. To je doista jedno od najboljih mjesta za upoznavanje cijele povijesti Sunčevog sustava.
Minton će svoja otkrića predstaviti na predstojećoj Konferenciji o Lunarnoj i planetarnoj znanosti u ožujku 2011.
Možete poslušati intervju koji sam obavio s Mintonom o planetarno vođenim migracijama za podcast pod nazivom NASA Lunar Science Institute (dostupan i za 365 dana astronomije.)
