Mars on pieni planeetta. Itse asiassa tutkijoille, jotka tekevät aurinkokunnan mallintamista, planeetta on liian pieni. "Jokainen, joka simuloi sitä, kuinka muodostat maanpäällisiä planeettoja, päätyy aina Marsiin, joka on 5-10 kertaa suurempi kuin todellisessa elämässä." Minton on työskennellyt yhdessä kollegansa Dr. Hal Levisonin kanssa luodakseen uusia simulaatioita, jotka selittävät Marsin pienen koon sisällyttämällä siihen vaikutuksen, joka tunnetaan nimellä planeetasasähköinen muuttoliike, ja lisäksi pienet esineet, joita Minton kutsuu “Marstinisiksi”, voivat sekoittaa tai ravistaa. ylös ideoimme varhaisesta aurinkokunnasta ja myöhäisestä raskaasta pommituksesta.
Planeetatutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että maanpäälliset planeetat muodostuivat nopeasti aurinkokunnan historian ensimmäisten 50–100 miljoonan vuoden aikana ja että Kuu muodostui Marsin kokoisen esineen ja maapallon mielen välisestä iskusta jossain vaiheessa tuona aikana. Paljon myöhemmin tapahtui myöhäinen raskaat pommitukset, ajanjakso, jolloin suuri joukko iskulaatikoita muodostui Kuulle vain seitsemänkymmenen miljoonan vuoden ajanjaksolla - ja päätelmällä, että Maa, Elohopea, Venus ja Mars olivat todennäköisesti myös pumpattuja.
Useimmat planeettamuodostusteoriat eivät voi ottaa huomioon tätä voimakasta pommitusjaksoa niin myöhään aurinkokunnan historiassa, mutta Levison oli osa ryhmää, joka ehdotti vuonna 2005 Nizzan mallia, joka ehdotti, kuinka myöhäinen raskaat pommitukset käynnistyivät, kun jättiläiset planeetat käynnistyivät. - joka muodostui pienemmässä kokoonpanossa - muutti nopeasti toisistaan pois (ja niiden kiertoradan erot kasvoivat kaikki), ja planeettojen kiertorajojen ulkopuolella sijaitsevien pienten “planetesimals” -levy destabiloitui, mikä aiheutti näiden äkillisen massiivisen toimituksen planetesimals - asteroidit ja komeetat - sisäiseen aurinkokuntaan.
Mutta mallin mukaan myös planeetasimit aiheuttivat todennäköisesti myös planeettojen muuttoliikkeen. Planeetit muodostuivat varhaista aurinkoa ympäröivästä jättiläisestä kaasu-, pöly-, kivi- ja jäänlevystä. Jätteet yhdistyivät muodostamaan suurempia planeettokokoisia esineitä, ja simulaatiot osoittavat, että pienempien esineiden levylle upotetut isommat planeettokokoiset esineet kulkeutuvat kulmavirran ja energiansäästön seurauksena, kun planeetat hajauttavat kohtaamatsa planeetasoja.
"Suurempia esineitä ympäröivien pienten kivisten tai jäisten esineiden aiheuttamat häiriöt voivat aiheuttaa sen, että suurempi esine" scotot "levyä pitkin", Minton kertoi Space Magazinelle. "Joka kerta kun nämä pienet tasosimmit kohtaavat isomman esineen, ne aiheuttavat todellisuudessa pienen iskun suuremman esineen sijaintiin. Osoittautuu, että kun harrastat matematiikkaa, jos auringonpuoleisella puolella olevien esineiden lukumäärässä on jonkin verran epätasapainoa auringon vastaista puolelle kohtaavien esineiden lukumäärään nähden, voit todella aiheuttaa suuren kehon nettoliikkeen, ja se todella tapahtuu melko nopeasti. ”
Minton ja Levison ovat soveltaneet samaa planeettapohjaisen muuttoliikkeen fysiikkaa maanpäällisten planeettojen muodostumiseen.
"Kuvittele Marsin tapauksessa näitä planeettaalkioita, jotka sijaitsevat Maa-Venus-vyöhykkeellä", Minton sanoi. ”Sitten sinulla on yksi pieni alkio, joka kasvaa Marsikokoiseksi, ja se alkaisi vaeltaa planeetasovälitteisen muuttoliikkeen takia, ja se scotto pois muista tyypeistä. Joten se on jättänyt pakkauksen, ja kun se liikkuu levyn läpi, se hukkuu poispäin minne kaikki toiminta tapahtuu. "
Joten Marsin kasvu pysähtyi nykyiseen kokoonsa, koska se muutti pois planeetan rakennusmateriaaleista.
Minton kertoi heidän simuloivansa tätä työtä todella hyvin.
"Olemme tehneet paljon matematiikkaa ja muuttoliike on melko nopeaa", hän sanoi, "ja Mars voisi siirtyä levyn läpi ennen kuin mikään muu Marsin kokoinen planeetta voisi muodostua. Varhaisessa aurinkojärjestelmässä, jossa sinulla on marssi jumiutuneena levyn reunaan 1,5 AU: n kohdalla, missä se on juuri nyt, ja kaikki muut Maan ja Venuksen vyöhykkeellä tapahtuvat toimet, niin Maa ja Venus pystyivät kasvaa nykyisen kokoiseksi, missä he ovat molemmat suunnilleen samankokoisia ja massaisia ja Mars on lujaa yksinään. ”
Ja Marsin kanssa on käänne Marstinista, joka voisi tarjota vaihtoehtoisen selityksen myöhäisille raskaille pommituksille.
Maasta vaeltava Mars olisi voinut poimia resistanssissaan lentokoneet, joissa kaksi tai useampi kiertävä elin vaikuttaa painovoimaan toisiinsa.
"Ei ole lainkaan selvää, miksi niin on", Minton sanoi, "mutta saman asian uskotaan tapahtuvan ulkoisessa aurinkokunnassa, mikä antoi Plutolle kiertoradan. Katsomme, että Pluto todella otettiin 3: 2-resonanssissa Neptunuksen kanssa, kun Neptunus muutti, ja siksi Pluto ja muut ”Plutinos” elävät näissä resonansseissa Neptunuksen kanssa. ”
Plutinoosit ovat muita Kuiperin vyön kohteita lähellä Plutoa. Tämä resonanssi tarkoittaa, että Pluto ja Plutinos kulkevat Auringon ympäri kolme kertaa jokaista 2 kertaa Neptunus tekee. On myös Kaksi-tinoa, jotka ovat kiinni 1: 2-resonanssissa Neptunuksen kanssa - ja jotka sijaitsevat kohti Kuiper-hihnan ulkoreunaa. Uudet simulaatiot osoittavat, että nämä resonanssilinjat ovat melkein kuin lumiaura, ja kun Neptunus muutti, se poimi kaikki nämä pienet jäiset ruhot, Pluto ja Plutinos.
Näin olisi voinut tapahtua myös Marsille, ja kun Mars muutti levyn läpi, se olisi myös poiminut pieniä esineitä.
"Olen päättänyt kutsua näitä marstinisia pitämään Plutino ja Two-tino -teemat", Minton virnisteli. "En tiedä onko se kiinni vai ei."
Mutta mielenkiintoinen asia marstinisissa, Minton sanoi, että 3: 2-resonanssi Marsin kanssa on oikeastaan erittäin epävakaa alue.
"Saturnuksessa on tosiasiassa resonanssi, joka oli olemassa vasta myöhäisen voimakkaan pommituksen aikana", hän sanoi, "niin ennen sitä Saturnus - mielestämme - oli eri asennossa, joten tämä erityinen resonanssi oli eri asennossa. . Joten vasta kun jättiläinen planeetta muutti nykyiseen sijaintiinsa, tästä resonanssipaikasta tuli epävakaa. Joten uskomme, että nämä marstiniset olisivat olleet vakaita, ja planeettamuodostumisen päättymisen ja myöhäisen raskaan pommituksen välisellä väliaikalla tästä alueesta tuli yhtäkkiä epävakaa, kun planeetat muuttivat sijaintinsa nykyiseen sijaintiinsa. "
Joten voisiko marstinis olla vastuussa myöhäisestä voimakkaasta pommituksesta?
"Nämä marstiniset työnnettiin pois planeettaa muodostavilta alueilta asteroidivyölle", Minton kertoi. "Sitten yhtäkkiä planeetat muuttivat ja koko alue muuttui epävakaaksi, joten he kaikki olisivat voineet paeta sisäiseen aurinkokuntaan ja lopulta lyödä kuuhun. ”
Muutamia muita argumentteja on myös, joissa marstiniset sopivat profiiliin siitä, mikä löi kuun myöhäisen raskaan pommituksen aikana.
"Meillä on syytä uskoa, että kohteet, jotka osuivat kuuhun myöhään voimakkaan pommituksen aikana, olivat eräänlaisia kuin asteroideja, mutta eivät täsmälleen kuten nyt olemassa olevia asteroideja", Minton sanoi. "Joten on joitain kemiallisia perusteita, joita voit myös tehdä, ja voit myös tehdä joitain argumentteja törmäystodennäköisyyksistä, jotka eivät ehkä ole olleet tarpeeksi massa asteroidihihnalla toimittamaan kaikki asteroidit ja iskut, joita näemme Kuussa."
Mutta on muitakin ratkaisemattomia kysymyksiä, kuten kuinka kauan myöhäinen voimakas pommitus kesti, kun se alkoi, olivatko komeetat koskaan tärkeitä Kuun pommitushistoriassa vai olivatko kaikki asteroidit? Minton sanoi, että Kuun jatkotutkimus vastaisi moniin näistä kysymyksistä.
”Nämä ovat kaikki asioita, jotka meidän todella täytyy mennä kuuhun selvittääksemme, ja melkein missään muualla voit mennä siihen. Se on todella yksi parhaista paikoista ymmärtää aurinkokunnan historiaa.
Minton esittelee havaintonsa tulevassa kuun ja planeettojen tiedekonferenssissa maaliskuussa 2011.
Voit kuunnella haastattelua, jonka tein Mintonin kanssa planetassimaalisesta muuttoliikkeestä NASA: n Lunar Science Institute-Podcastin podcastiksi (saatavana myös 365 päivän tähtitiedestä.)
