Марс е малка планета. Всъщност за учените, които правят моделиране на слънчевата система, планетата е също малък. „Всеки, който прави симулации как създавате земни планети, винаги се озовава на Марс, който е 5-10 пъти по-голям, отколкото е в реалния живот.“ Минтън работи заедно с колегата си д-р Хал Левисън, за да създаде нови симулации, които обясняват малкия размер на Марс, като включват ефекта на т. Нар. Миграция, управлявана от планета, и в допълнение, малки обекти, които Минтън нарича "Марстинис", биха могли да разбъркат или разклатят нагоре нашите идеи за ранната слънчева система и късното тежко бомбардиране.
Планетарните учени са съгласни, че земните планети са се образували много бързо през първите 50-100 милиона години от историята на Слънчевата система и нашата Луна се е образувала от въздействие между обект с размер на Марс и прото-Земята в даден момент през това време. Много по-късно беше късното тежко бомбардиране, периодът, в който голям брой ударни кратери се образуваха на Луната в рамките на период от само седемдесет милиона години - и според извода, Земята, Меркурий, Венера и Марс вероятно също биха се надували.
Повечето теории за планетарното формиране не могат да обяснят този интензивен период на бомбардировки толкова късно в историята на Слънчевата система, но Levison беше част от екип, който през 2005 г. предложи Nice Model, който предполагаше как се е задействало късното тежко бомбардиране при гигантските планети - които се оформяха в по-компактна конфигурация - бързо мигрираха далеч една от друга (и орбиталните им раздяла всички нарастваха), а диск от малки „планетесимали“, които лежаха извън орбитите на планетите, беше дестабилизиран, причинявайки внезапна масивна доставка на тези планетесимали - астероиди и комети - към вътрешната слънчева система.
Но според модела, планетесималите вероятно също са причинили миграцията на планетите. Планетите са се образували от гигантски диск от газ, прах, скалисти отломки и лед, заобикалящи ранното Слънце. Отломките се обединяват, за да образуват по-големи обекти с размер на планетата, и симулациите показват, че по-големият обект с размер на планетата, вграден в диск с по-малки обекти, ще мигрира в резултат на ъглова инерция и енергоспестяване, тъй като планетите разпръскват планетесималите, които срещат.
„Смущенията от малки скалисти или заледени обекти, заобикалящи по-голям обект, могат да доведат до по-големия обект да се„ разрови “по диска“, каза Минтън пред Space Magazine. „Всеки път, когато тези малки планетимасали се натъкнат на по-големия обект, те всъщност предизвикват малко натискане в позицията на по-големия обект. Оказва се, че ако тренирате математиката, ако има някакъв лек дисбаланс спрямо броя на обектите, срещащи се на слънчевата страна, в сравнение със средата срещу слънцето, всъщност можете да предизвикате нетно движение на голямото тяло, и това всъщност се случва доста бързо. "
Минтън и Левисън прилагат една и съща физика на миграция, управлявана от планетата, за формирането на земните планети.
"В случая на Марс, представете си тези планетарни ембриони, разположени в зоната Земя-Венера", каза Минтън. „Тогава имате един малък ембрион, който ще стане с размер на Марс, и той ще започне да мигрира поради миграция, задвижвана от планетази, и се откъсва от другите. И така, тя е оставила пакета и докато се движи през диска, той се нанизва от мястото, където се извършват всички действия. "
Така растежът на Марс се спря в сегашния си размер, защото мигрира далеч от материалите за изграждане на планетата.
Минтън каза, че техните симулации на тази работа наистина са добри.
„Правихме много математика и миграцията е доста бърза - каза той,„ и Марс може да мигрира през диска, преди да може да се образува друга планета с размер на Марс. В ранна слънчева система, където имате Марс, заседнал в края на диска при 1,5 AU, където е точно сега и всички други действия, които се извършват в зоната Земя-Венера, тогава Земята и Венера са успели да нарастват до размера, в който са сега, където и двете са приблизително еднакви по размер и маса и Марс е нанизан сам. "
А с Марс има обрат на Марстинис, който би могъл да предложи алтернативно обяснение за Късната тежка бомбардировка.
Мигриращият Марс можеше да вземе плацентимали в своя резонанс, където две или повече орбитални тела оказват гравитационно влияние един върху друг.
„Изобщо не е очевидно защо е така - каза Минтън,„ но се смята, че същото се е случило и във външната Слънчева система, което е и даде на Плутон орбитата му. Смятаме, че Плутон всъщност е бил вдигнат в резонанса 3: 2 с Нептун, когато Нептун е мигрирал навън, и затова Плутон и другите „Плутино“ живеят в тези резонанси с Нептун. “
Плутините са други обекти на пояса на Койпер близо до Плутон. Този резонанс означава Плутон и Плутино обикалят Слънцето три пъти за всеки 2 пъти, което прави Нептун. Има и две-тино, които са хванати в резонанс 1: 2 с Нептун - и които се намират към външния ръб на пояса на Койпер. Новите симулации показват, че тези линии на резонанси са почти като снежна мелница и когато Нептун мигрира навън, той взима всички тези малки ледени тела, Плутон и Плутинос.
Това също можеше да се случи с Марс и тъй като Марс мигрираше през диска, той щеше да вземе и малки обекти.
„Реших да се обадя на тези Marstinis, за да се задържам в тема Plutino и Two-tino“, каза Минтън с усмивка. "Не знам дали това ще се залепи или не."
Но интересното за Marstinis, каза Минтън, е, че 3: 2 резонансът с Марс всъщност е много нестабилна зона.
„Там всъщност има резонанс със Сатурн, който съществува само по времето на късното тежко бомбардиране“, каза той, „така че преди това Сатурн - според нас - беше в различно положение, така че този конкретен резонанс беше в различно положение , И едва след като гигантските планети мигрираха до сегашното си местоположение, това резонансно местоположение стана нестабилно. Така че ние смятаме, че тези Marstinis биха били стабилни и в този междинен период между края на формирането на планетата и късното тежко бомбардиране, изведнъж този регион стана нестабилен, когато планетите изместиха позициите си на сегашните си места. "
Та може ли Марстинис да бъде отговорен за късното тежко бомбардиране?
„Тези Marstinis бяха изтласкани от планетата, образуваща региони до астероидния пояс“, каза Минтън, „изведнъж планетите мигрираха и целият този регион стана нестабилен, така че всички те можеха да хвърчат във вътрешната слънчева система и накрая удари Луната. "
Има и няколко други аргумента, където Марстинис пасва на профила на това, което удари Луната по време на късното тежко бомбардиране.
„Имаме причини да мислим, че обектите, които удариха Луната по време на късното тежко бомбардиране, бяха нещо като астероиди, но не точно като астероидите, които имаме сега“, каза Минтън. "Така че, има някои химически аргументи, които можете да направите, също така можете да направите някои аргументи от вероятностите за въздействие, които може да не са били достатъчно масивни в астероидния пояс, за да доставят всички астероиди и въздействия, които виждаме на Луната."
Но има и други нерешени проблеми, като например колко дълго е продължило късното тежко бомбардиране, кога е започнало, кометите някога са били важни в историята на бомбардировките на Луната или всички астероиди? Минтън каза, че по-нататъшното проучване на Луната ще отговори на много от тези въпроси.
„Това са всичко, което наистина трябва да отидем на Луната, за да разберем, и почти няма къде да отидете да го направите. Това наистина е едно от най-добрите места, за да разберете цялата история на слънчевата система.
Minton ще представи своите открития на предстоящата конференция за лунна и планетарна наука през март 2011 г.
Можете да слушате интервю, което направих с Минтън относно миграцията, задвижвана от планетата, за подкаста на Луна на Научния институт на НАСА (също достъпна в 365 дни на астрономията.)
