В период своей молодости Солнечная система претерпела серьезные изменения: гравитационное притяжение между планетами-гигантами сбило их с курса, в результате чего орбита Юпитера приблизилась к Солнцу, в то время как Сатурн, Уран и Нептун были отброшены в сторону. Гравитация бушующих гигантов отбросила Плутон и другие ледяные тела к поясу Койпера, создала пояс астероидов и привела к тому, что бесчисленные тела врезались во внутреннюю часть Солнечной системы. Статья об этом была опубликована в журнале Science
В течение многих лет исследователи полагали, что эта «нестабильность планет-гигантов» произошла через 600 миллионов лет после рождения Солнечной системы, 4,57 миллиарда лет назад, основываясь на возрасте ударных кратеров, нанесенных на карту Луны. Недавно появились доказательства того, что это произошло гораздо раньше — всего через 60 миллионов лет после образования Солнечной системы. Эту версию подтверждают следующие изученные учеными вопросы: история столкновения обычных метеоритов, история образования ледяной карликовой планеты Хаумеа и самые ранние из известных минеральных кристаллов, найденных в лунных породах астронавтами «Аполлона». «Если сложить все это воедино, то можно получить множество свидетельств того, что столкновения происходили примерно 60 миллионов лет назад», — говорит Стивен Деш, астрофизик из Университета штата Аризона.
Многие исследователи полагают, что это событие «хаоса» может объяснить, почему протопланета размером с Марс столкнулась с Землей примерно в это время, образовав Луну. «Если мы сможем точно определить «когда», то сможем сказать и «почему», — говорит Грэм Эдвардс, космохимик из Дартмутского университета.
Метеориты указывают на то, что катаклизмическая «нестабильность» произошла примерно во время образования Луны
Данная научная статья является кульминацией более чем пятидесятилетней работы. В 2019 году несколько его соавторов сообщили об открытии семейства астероидов под названием Атор, которые образовались в результате распада древнего небесного тела. Химический состав астероидов, собранных с помощью телескопов, соответствовал набору редких метеоритов, называемых ЭЛЬ-энстатитовыми хондритами, о которых они сообщили в 2022 году. Это совпадение означало, что исследователи могли бы использовать изотопные данные в этих метеоритах, чтобы разгадать историю происхождения астероидов. Изучая радиоактивный распад двух систем изотопов, которые кристаллизуются при разных температурах и дают представление об истории нагрева и охлаждения материнского тела Атора, исследователи из Гейдельбергского университета в 2022 году обнаружили, что оно кристаллизовалось всего через 2 миллиона лет после образования Солнца и, должно быть, оставалось нетронутым в течение как минимум 60 миллионов лет. Только после этого момента могли начаться беспорядки: он был разрушен в результате столкновения и сместился в сторону пояса астероидов, где последующие столкновения сформировали бы семейство Аторов и направили бы их к Земле. «Мы не смогли найти ничего другого, что могло бы привести к падению этих метеоритов на Землю», — говорит Криса Авделлиду, планетолог из Лестерского университета, возглавлявшая новое исследование.
Алессандро Морбиделли, планетологу из Университета Лазурного берега, сразу пришла в голову дата в 60 миллионов лет. Два десятилетия назад он помогал разрабатывать компьютерные модели, которые описывали миграцию планет-гигантов. История Атора определила временные рамки, потому что ничто, кроме нестабильности, не могло сдвинуть это тело с места. «Скорее всего, в тот момент планеты-гиганты стали нестабильными», — говорит он. И действительно, когда он и его соавторы в новом исследовании проанализировали пять различных моделей эволюции Солнечной системы, «цифры совпали почти чудом», — говорит он.
Это предположение подтверждается исследованием, опубликованным в прошлом году в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta. Они также показывают явный всплеск столкновений, произошедших около 60 миллионов лет назад, говорит Марко Дельбо, планетолог, также работающий на Лазурном берегу. «Что-то произошло, будь то один удар или серия ударов, в этот промежуток времени». В дополнение к этому, в 2022 году Деш и его коллеги обнаружили, что они могут объяснить высокую скорость вращения и вытянутую форму Хаумеа, ледяного тела за пределами Нептуна, только в том случае, если нестабильность в это время сократила его способность собирать камни и лед и выбрасывать их в пустыню за пределами Солнечной системы. И хотя продолжаются споры о сроках формирования Луны, твердые кристаллы циркона в лунных породах, датированные прошлым десятилетием, позволяют предположить, что это могло произойти в то же время.
Однако авторы опровержительного документа не сомневаются в том, что Авделлиду и ее соавторы разработали сценарий, но говорят, что они слишком сильно полагаются на одно-единственное доказательство.
Дело о хаосе в Солнечной системе и о создании Луны далеко не закрыто. В другой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, предполагается, что нестабильность началась еще раньше, всего через 11 миллионов лет после образования Солнечной системы. «Очень трудно сказать, прав ли кто-либо в этом вопросе», — говорит Мэтью Клемент, астрофизик из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.
Появляются новые свидетельства. Например, Клемент считает, что спутники Юпитера или Урана, которые могут быть легко оторваны во время миграции, могут дать ключ к разгадке ее времени. Тем временем количество астероидов растет и может дать новые подсказки. Европейский космический телескоп Gaia недавно опубликовал приблизительные данные о химическом составе примерно 60 000 астероидов. И когда Vera C. В следующем году обсерватория «Рубин» в Чили откроет глаза на небо, и, вероятно, число известных астероидов увеличится более чем вдвое. «У нас будет новый мир», — говорит Авделлиду.