Полная версия

Главная arrow Прочие arrow АСТРОНОМИЯ. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Формирование планет земной группы.

Вернемся к эпохе, когда вблизи Солнца (ближе ледяной линии) сформировались плотные (железно-каменные) планетезимали километровых размеров.

Во время нахождения Юпитера в области орбиты Марса его тяготение разрушило внутреннюю часть диска: орбиты многих планетези- малей превратились в хаотический набор пересекающихся траекторий, многочисленные столкновения привели к потере энергии движения, и это вещество по спирали падало на Солнце, — поэтому в Солнечной системе не оказалось близких к Солнцу массивных планет. Что касается Юпитера, то его миграция была остановлена взаимодействием с Сатурном на расстоянии примерно 1,5 а. е. от Солнца. Поэтому, вместо того чтобы продолжать мигрировать к Солнцу, он «сменил галс» и ушел на современную стабильную орбиту на расстоянии 5,2 а. е. от центра Солнечной системы.

После смены галса (ухода Юпитера от Солнца) во внутренней части Солнечной системы осталось сравнительно узкое кольцо из каменных планетезималей, а также ледяных планетезималей, перемещенных туда Юпитером из-за ледяной линии. Согласно одному из вариантов модели, именно из этого вещества сформировались планеты земной группы.

Диаграмма, отражающая один из вариантов расчетов миграции планет Солнечной системы, включая «атаку Юпитера» и последующую

Рис. 18.6. Диаграмма, отражающая один из вариантов расчетов миграции планет Солнечной системы, включая «атаку Юпитера» и последующую

«смену галса»

Высокая кинетическая энергия столкновений планетезималей приводила к плавлению их вещества, в котором эффективно шла гравитационная дифференциация — плотные элементы погружались к центру масс тела, формируя железно-никелевые ядра, и вытесняли более легкие компоненты к поверхности, формируя силикатные мантии и коры. Расчеты показывают, что в течение 50—100 млн лет в результате последовательных столкновений в зоне планет земной группы (до 1,5 а. е. от Солнца) должны были образоваться от 3 до 5 планет размером от Марса до Земли. Важно то, что эти планеты формировались из твердого материала — железно-каменных и каменных планетезималей. Замерзших летучих материалов (льдов воды, аммиака, метана) там было мало, поскольку температура вблизи Солнца не позволяла конденсироваться этим компонентам. Поэтому структура планет, образовавшихся до ледяной линии, сильно отличается от газовых и ледяных гигантов, сформировавшихся за ледяной линией.

Заметим, что планеты земной группы, формируясь из пыли, практически не набирали массу за счет окружающего их газа. Отчасти это связано с их сравнительно малой массой (соответствующе тяготение не могло «притянуть» к себе значительное количество газа). С другой стороны, газ эффективно притягивался близким массивным Протосолнцем (а затем Солнцем), которое очищало таким образом от газа внутреннюю часть формирующейся планетной системы.

Завершающие крупные соударения этой эпохи сорвали и рассеяли часть силикатной оболочки Меркурия, сбросили с молодой Земли значительную часть коры и мантии, сформировав около нее Луну.

Столкновение молодой планеты и планетезимали (рисунок)

Рис. 18.7. Столкновение молодой планеты и планетезимали (рисунок)

В этой же зоне остались, как остатки неиспользованного строительного материала, планетезимали с размерами от первых километров до первых сотен километров, не вошедшие в состав планет. Они до сих пор наблюдаются в виде Главного пояса астероидов. Плотность небесных тел в этой зоне почти в 100 раз меньше начальной плотности планетезималей на заре формирования Солнечной системы — значительная часть пояса рассеяна Юпитером. Постоянное влияние близкого Юпитера до сих пор «перемешивает» Главный пояс, не давая астероидам сблизиться и сформировать еще одну, хотя бы небольшую, твердую планету Солнечной системы.

Таким образом, численные расчеты, выполняемые с помощью быстродействующих компьютеров, позволили существенно обновить представления современной планетной космогонии. Согласно расчетам, из-за гравитационных взаимодействий между крупными планетами и рассеянным веществом диска, представленным в виде планетезималей, пыли и газа, происходили (не могли не произойти) драматические события. В числе этих процессов миграция гигантов к Солнцу, временный их переход на эллиптические орбиты, попадание в резонансы, переформирование и разрушение (очистка) поля из планетезималей, смена галса и, наконец, стабилизация в устойчивом состоянии. Все эти процессы могли произойти только при наличии большой массы (многие сотни масс Земли) газово-пылевого вещества со значительной долей льдов. Оказалось, что именно большая суммарная масса планетезималей (прежде всего ледяных) привела к описанным эволюционным изменениям структуры Солнечной системы. При малой массе планетезималей либо при другом количестве планет-гигантов эта структура могла оказаться совсем иной.

Отметим, что в 2016 г. М. Брауном и К. Батыгиным поставлен в повестку дня вопрос о поисках еще одной планеты на вытянутой орбите вокруг Солнца с перигелием далеко за орбитой Нептуна. Наблюдения с целью обнаружения этого объекта начаты на японском телескопе «Субару». Не исключено, что этот объект и есть третий ледяной гигант, выброшенный тяготением Юпитера на далекую периферию Солнечной системы.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>