Как обломки могли исчезнуть из Солнечной системы?

Считается, что в ранней Солнечной системе планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - образовались из планетезималей, маленьких молодых тел. Молодые планеты со временем росли в результате столкновений и слияний, чтобы стать такими, как сегодня.

Обычно считается, что материал, высвободившийся в результате сильных столкновений, ускользнул и вращался вокруг Солнца, бомбардируя растущие планеты и изменяя состав пояса астероидов. Но в поясе астероидов нет записей об этих обломках, которые остаются загадкой, которая ставит в тупик астрономов и астрофизиков на протяжении десятилетий.

Двое ученых из Школы исследования Земли и космоса Университета Аризоны, бывший научный сотрудник NewSpace Трэвис Гэбриэл и докторант Харрисон Аллен-Саттер, заинтересовались этим несоответствием и приступили к созданию высокотехнологичного компьютерного моделирования столкновений с удивительными результатами.

«Большинство исследователей сосредотачиваются на прямых последствиях столкновений, но природа обломков еще не изучена», - сказал Аллен-Саттер.

Моделирование показало, что вместо образования каменных обломков, большие столкновения планет превращают камни в газ. В отличие от твердого и расплавленного мусора, газ легче покидает Солнечную систему, не оставляя следов разрушительных событий.

Их работа была опубликована в Astrophysical Journal Letters и предлагает потенциальное решение многолетнего парадокса, получившего название «Проблема отсутствующей мантии».

«Давно поняли, что для образования Меркурия, Венеры, Земли, Луны и, возможно, Марса необходимы многочисленные крупные столкновения», - сказал Габриэль, главный исследователь проекта. «Но огромное количество обломков, ожидаемых от этого процесса, не наблюдается в поясе астероидов, поэтому всегда была парадоксальная ситуация».

Их результаты также могут помочь лучше понять, как образовалась Луна, которая, как считается, родилась в результате столкновения, в результате которого в Солнечную систему были выброшены обломки.

«После образования из обломков, привязанных к Земле, Луна также подверглась бы бомбардировке выброшенным материалом, который вращался вокруг Солнца в течение первых ста миллионов лет существования Луны», - сказал Габриэль. «Если бы этот мусор был твердым, он мог бы поставить под угрозу или сильно повлиять на раннее формирование Луны, особенно если столкновение было сильным. Но если бы материал был в газовой форме, обломки вообще не повлияли бы на раннюю луну».

Габриэль и Аллен-Саттер надеются продолжить это направление исследований, чтобы узнать больше не только о наших планетах, но и о большом количестве планет, наблюдаемых за пределами Солнечной системы.

«Появляется все больше свидетельств того, что некоторые наблюдения с помощью телескопов могут напрямую отображать гигантские обломки ударных объектов вокруг других звезд», - сказал Габриэль. «Поскольку мы не можем вернуться в прошлое, чтобы наблюдать столкновения в Солнечной системе, эти астрофизические наблюдения других миров стали естественной лабораторией для нас, чтобы проверить и исследовать нашу теорию».