Места образования комет в ранней Солнечной системе подскажут метеорные потоки
Механизм появления метеорных потоков ученым, казалось бы, уже давно хорошо известен: они появляются благодаря кометам, которые по мере приближения к Солнцу распадаются на более мелкие частицы газа и пыли, называемые метеороидами. Затем эти тела продолжают двигаться вокруг нашего светила по орбитам, схожим с траекторией полета самой кометы, и в момент, когда Земля проходит через этот след, образуются метеорные потоки. Однако разрушение комет может происходить не всегда одинаково, выяснили авторы новой работы.
Как обратили внимание исследователи, метеороиды, которые сегодня можно увидеть в ночном небе, размером с мелкую гальку. Фактически того же размера и «камешки», распавшиеся на кометы на заре Солнечной системы 4,5 млрд лет назад. По мере формирования нашей системы крошечные частицы в диске вокруг молодого светила постепенно увеличивались, пока не стали размером с мелкую гальку. Как только они становились достаточно большими для того, чтобы продолжать перемещаться вместе с газом, то разрушались, сталкиваясь друг с другом.
На их месте распада этих частиц диаметром 1 км и более образовывались кометы и примитивные астероиды. «Мы предположили, что кометы крошатся до размеров гальки, из которой они сделаны. В этом случае распределение по размерам и физические и химические свойства молодых метеорных потоков все еще содержат информацию об условиях в протопланетном диске во время этого коллапса», — рассуждают авторы статьи.
Международная команда, насчитывающая 45 исследователей, изучила 47 молодых метеорных потоков. Большая часть из них является осколками двух типов комет: комет семейства Юпитера (короткопериодические небесные тела, у которых афелии орбит расположены вблизи орбиты Юпитера) и комет из облака Оорта, окружающего Солнечную систему (к этой группе относятся долгопериодические кометы, которые гораздо слабее удерживаются гравитацией Солнца).
Как выяснилось, долгопериодические кометы часто разрушаются на метеороиды, которые имеют низкую плотность. Такие потоки содержат всего лишь 4% твердых метеоров, что указывает на мягкие условия аккреции. Между тем кометы семейства Юпитера обычно распадаются на более мелкие и плотные метеорные тела, а также содержат в среднем более 8% твердых материалов.
«Хотя в обеих группах есть исключения, подразумевается, что большинство долгопериодических комет сформировались в более мягких условиях роста частиц, возможно, вблизи края пояса Койпера в 30 а.е. Большинство комет семейства Юпитера сформировались ближе к Солнцу, где галька достигла или преодолела барьер фрагментации, в то время как примитивные астероиды образовались в области, где формировались ядра планет-гигантов», — говорится в исследовании.
По мере роста планет-гигантов Нептун переместился наружу и рассеивал кометы и астероиды из оставшегося протопланетного диска, что, вероятно, привело к образованию Рассеянного диска и облака Оорта. В таком случае долгопериодические и короткопериодические кометы должны были бы обладать одинаковыми свойствами, но команда обнаружила обратное.
«Возможно, что звезды и молекулярные облака в области рождения Солнца на ранней стадии возмущали широкие орбиты комет Облака Оорта, и кометы с большим периодом обращения, которые мы видим сегодня, были рассеяны по таким орбитам только в то время, когда Солнце вышло из этой области. В отличие от этого, кометы семейства Юпитера всегда находились на более коротких орбитах и собирали все объекты, рассеянные Нептуном на своем пути», — резюмировали ученые.
Ранее астрономы определили происхождение астероида, который решил судьбу динозавров 66 миллионов лет назад. Они выяснили, что «апокалиптическое» тело сформировалось за орбитой Юпитера, о чем говорит состав изотопов рутения в образцах породы, взятой в районе кратера Чиксулуб в Мексике.
