Спокойный и величественный вид Главного пояса астероидов сегодня –
следствие бурного периода на заре существования Солнечной системы,
когда гиганты Сатурн и Юпитер «слетели» со своих орбит.
Современные исследования, посвященные эволюции Солнечной системы,
показывают, что около 4 млрд лет назад движение здесь было совсем не
так упорядоченно, каким оно выглядит сегодня. Многие крупные тела –
такие как Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун – сформировались совсем в других
областях, довольно близко друг к другу, и лишь затем сложные
гравитационные взаимодействия вызвали их беспорядочное перемещение и
изменение траекторий.
Разлетаясь,
эти массивные объекты разбрасывали встречные астероиды и каменистые
обломки, как кегли. Некоторые ученые считают, что именно этот процесс
стал причиной тому, что на поверхности Земли, Луны и Марса имеется так
много кратеров возрастом около 3,8 млрд лет. А завершенное на днях
теоретическое исследование показывает, что этот же процесс мог
определить и то, как выглядит сегодня загадочный и величественный Главный пояс астероидов.
Так,
в поясе имеется несколько желобов – областей, свободных от астероидов,
так называемых «провалов Кирквуда». Принято считать, что их появление
обусловлено влиянием мощной гравитации гиганта Юпитера, которая,
подобно «пылесосу», высосала пыль и обломки из этих регионов. Так же и
спутники Сатурна вызывают появление сходных «желобов» в кольцах этой
планеты.
Эти процессы смоделировали американские теоретические исследователи Дэвид Минтон (David Minton) и Рену Мальхотра
(Renu Malhotra): и сам астероидный пояс, и провалы Кирквуда, и влияние
соседних крупных планет. Используя имеющиеся точные данные об орбитах
Сатурна, Юпитера, Урана и Нептуна, ученые сумели приблизительно
восстановить распределение астероидов в поясе за последние 4 млрд лет.
При этом им удалось показать и то, как за это время смещались сами
крупные планеты. Некогда они действительно располагались довольно
близко друг к другу, и лишь впоследствии Юпитер сдвинулся вглубь
Солнечной системы, а остальные 3 планеты – ближе к ее краю.
«Воспроизвести
в модели сегодняшнее состояние астероидного пояса, - поясняет Дэвид
Минтон, - нам удалось намного точнее, чем в предыдущих работах. И все
потому, что до сих пор расчеты учитывали лишь текущие траектории
соседних крупных планет, а мы учли их возможное смещение со временем».
В
модели, полученной Минтоном и Мальхотрой, даже провалы Кирквуда
демонстрируют ту форму, которую имеют в действительности, с четко
обозначенной внутренней границей и размытой – внешней. Именно к такому
результату должно приводить влияние Юпитера в ходе постепенного
смещения по направлению к Солнцу: внутренние границы провалов связаны с
тем моментом, когда Юпитер уже остановился в своем движении.
Свое
разрушительное влияние на астероидный пояс оказал, разумеется, и
Сатурн, в тот же период времени смещавшийся в обратном направлении, от
Солнца. Проведенная компьютерная симуляция показывает, что в результате
этих планетарных миграций пояс потерял до 62% изначального числа
астероидов – хотя некоторые ученые склоняются к тому, что эта потеря
оказалась еще больше и доходила до 90-95%.
Интересно, что чем
медленнее происходило смещение планет – тем более сильно было это
разрушительное влияние их гравитации на астероидный пояс. «Если б они
смещались совсем медленно, астероидного пояса к сегодняшнему дню и
вовсе бы не осталось», - поясняет Дэвид Минтон. И, возможно, на Земле
до сих пор бы водились динозавры – ведь именно из астероидного пояса,
судя по всему, прилетел тот астероид, который погубил их миллионы лет
назад.
