През последните години астрономите се стремят да усъвършенстват нашето разбиране за това как се е образувала Слънчевата система. От една страна, имате традиционната мъглява хипотеза, която твърди, че Слънцето, планетите и всички други обекти в Слънчевата система са се образували от мъгляв материал преди милиарди години. Въпреки това, астрономите традиционно приеха, че планетите са се образували в сегашните им орбити, което оттогава е поставено под въпрос.
Това стана предизвикателство към теории като модела Grand Tack. Тази теория гласи, че Юпитер е мигрирал от първоначалната си орбита, след като се е образувал, което е оказало голямо влияние върху вътрешната Слънчева система. И в по-скорошно проучване международен екип от учени направи нещата още по-далеч, предлагайки Марс всъщност да се формира в това, което е днес Астероидният пояс и да мигрира по-близо до Слънцето с течение на времето.
Изследването, озаглавено „Прохладната и далечна формация на Марс“, наскоро се появи в списанието Земни и планетарни научни писма. Изследването беше ръководено от Рамон Брайсер от Института за наука за живота на Земята в Токийския технологичен институт и включваше членове от Университета на Колорадо, Унгарската академия на науките и Университета Дънди във Великобритания.
В името на своето проучване екипът адресира един от най-ярките проблеми с традиционните модели за формиране на Слънчевата система. Това е предположението, че Марс, Земята и Венера са се образували тясно заедно и Марс е мигрирал навън към текущата си орбита. Освен това теорията твърди, че Марс - приблизително 53% по-голям от Земята и само 15% масивен - е по същество планетарен ембрион, който никога не е станал пълноценна скалиста планета.
Това обаче противоречи на групови елементарни и изотопни изследвания, проведени върху марсиански метеорити, които отбелязват ключови разлики в състава между Марс и Земята. Както Брашър и неговият екип посочиха в своето проучване:
„Това предполага, че Марс се е образувал извън зоната на наземно хранене по време на първичното нарастване. Следователно е вероятно Марс винаги да е останал значително по-далеч от Слънцето, отколкото Земята; растежът му се спираше рано и масата му остава сравнително ниска. “
За да провери тази хипотеза, екипът провежда динамични симулации, които са в съответствие с модела на Grand Tack. При тези симулации Юпитер премества голяма концентрация на маса към Слънцето при него мигрира към вътрешната Слънчева система, което оказва дълбоко влияние върху формирането и орбиталните характеристики на земните планети (Меркурий, Венера, Земя и Марс).
Теорията също така твърди, че тази миграция издърпа материал от Марс, като по този начин отчете различията в състава и по-малкия размер и маса на планетата спрямо Венера и Земята. Те откриха, че в малък процент от своите симулации Марс се е формирал по-далеч от Слънцето и че гравитационното дърпане на Юпитер изтласка Марс в сегашната му орбита.
От това екипът стигна до заключението, че или на учените липсват необходимите механизми, които да обяснят формирането на Марс, или тази на всички възможности, този статистически рядък сценарий наистина е правилният. Както Стивън Модзис - професор по геоложки науки в Университета в Колорадо и съавтор на изследването - посочи в скорошно интервю с Сп. Астробиология, фактът, че сценарият е рядък, не го прави по-малко правдоподобен:
„Като имаме достатъчно време, можем да очакваме тези събития. Например, в крайна сметка ще получите двойни шестици, ако хвърлите заровете достатъчно пъти. Вероятността е 1/36 или приблизително същата като тази за нашите симулации за формиране на Марс. "
В интерес на истината, вероятността от 2% (каквато са получили от симулациите) едва ли е лоша вероятност, когато се разглежда в космологично отношение. И когато човек прецени, че подобна възможност би позволила ключовите разлики между Марс и неговите земни братовчеди (т.е. Земята и Венера), тази тънка вероятност изглежда доста възможна. Идеята обаче, че Марс е мигрирал навътре по време на своята история, носи и със себе си някои сериозни последици.
Като начало изследователите бяха притиснати да обяснят как Марс е могъл да притежава по-плътна, по-топла атмосфера, която би позволила на течната вода да съществува на повърхността. Ако Марс действително се е формирал в съвременния пояс на астероидите, той би бил подложен на много по-малък слънчев поток, а повърхностните температури щяха да бъдат значително по-ниски, отколкото ако се беше образувал в днешното си местоположение.
Въпреки това, както посочват, ако Марс е имал достатъчно въглероден диоксид в ранната си атмосфера, тогава е възможно, че въздействията по време на късното тежко бомбардиране биха могли да позволят периодични периоди, в които течната вода да съществува на повърхността. Или както го обясняват:
„Освен ако, както показва нашият модел, Марс с богат на летливи сили владееше силна и устойчива парникова атмосфера, средната му повърхностна температура беше непостоянно под 0 ° C. Такава студена повърхностна среда би била редовно повлияна от ранни ударни бомбардировки, които едновременно рестартираха хидрологичен цикъл на умиране и предоставиха убежище за възможен ранен живот в марсианската кора. "
По принцип, докато Марс щеше да бъде подложен на по-малко на пътя на слънчевата енергия през ранния си жизнен цикъл, възможно е той да е все още достатъчно топъл, за да поддържа течна вода на повърхността му. И както Mojzsis заявява в документ, който е съавтор миналата година, многото бомбардировки, които е получил (за което свидетелстват многото му кратери), биха били достатъчни за стопяване на повърхностен лед, сгъстяване на атмосферата и задействане на периодичен хидрологичен цикъл.
Друго интересно нещо в това изследване е как предсказва, че Венера вероятно има насипна композиция (включително кислородните си изотопи), подобна на тази на системата Земя-Луна. Според техните симулации това се дължи на факта, че Венера и Земя винаги са споделяли едни и същи градивни елементи, докато Земята и Марс не са. Тези открития съответстваха на скорошните наземни инфрачервени наблюдения на Венера и нейната атмосфера.
Но разбира се, не могат да се правят окончателни заключения за това, докато не могат да се получат проби от Венера. Това би могло да се постигне, ако и когато през следващото десетилетие стартира предложената мисия Венера-Долгоживущая (Венера-Д) - съвместен план на НАСА / Роскомос за изпращане на орбита и кацане на Венера. Междувременно има други нерешени проблеми в модела на Grand Tack и хипотезата за мъглявините, които трябва да бъдат разгледани.
Според Mojzsis, това включва как газовите / ледените гиганти на Слънчевата система биха могли да се формират на сегашните си места. Идеята, че те са се образували в сегашните си орбити извън Астероидния пояс, изглежда несъвместима с моделите на ранната Слънчева система, които показват, че далеч от Слънцето няма достатъчно необходим материал. Алтернатива е, че те са се образували по-близо до Слънцето и също са мигрирали навън.
Както обясни Mojzsis, тази възможност е подкрепена от скорошни проучвания на извън слънчеви планетарни системи, при които газовите гиганти са намерени в орбита много близо до своите звезди (т.е. „горещи юпитери“) и по-далеч:
„Разбираме от преки наблюдения чрез космическия телескоп Kepler и по-ранни проучвания, че миграцията на гигантските планети е нормална характеристика на планетарните системи. Образуването на гигантски планети предизвиква миграция и миграцията е свързана само с гравитацията и тези светове се отразяват на орбитите на другия орбита още от рано. "
Ако има една полза от възможността да погледнем по-далеч във Вселената, това е начинът, по който позволи на астрономите да изградят по-добри и по-пълни теории за това как е била Слънчевата система. И тъй като нашето изследване на Слънчевата система продължава да расте, ние сме сигурни, че научаваме много неща, които ще помогнат да разберем и нашите други звездни системи.
