Šimtmečius astronomai ir mokslininkai siekė suprasti, kaip mūsų Saulės sistema atsirado. Nuo to laiko buvo priimtos dvi teorijos, paaiškinančios, kaip ji formavosi ir vystėsi laikui bėgant. Tai yra Ūko hipotezė ir Puikus Modelis , atitinkamai. Pirmoji teigia, kad Saulė ir planetos susiformavo iš didelio dulkių ir dujų debesies, o antroji teigia, kad milžiniškos planetos migravo nuo susiformavimo.
Tai atvedė į Saulės sistemą, kurią mes žinome šiandien. Tačiau ilgalaikė šių teorijų paslaptis yra ta, kaip Marsas tapo toks, koks yra. Kodėl, pavyzdžiui, ji yra žymiai mažesnė už Žemę ir yra nesvetinga tokiai gyvybei, kokią mes žinome, kai visi požymiai rodo, kad jos dydis turėtų būti panašus? Pagal naujas tyrimas Tarptautinės mokslininkų komandos nuomone, milžiniškų planetų migracija galėjo būti tai, kas turėjo įtakos.
Daugiau nei dešimtmetį astronomai veikė darydami prielaidą, kad netrukus po Saulės sistemos susidarymo išorinės Saulės sistemos dujų ir ledo milžinai (Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas) pradėjo migruoti į išorę. Tai Nicos modelio esmė, teigianti, kad ši migracija turėjo didelį poveikį Saulės sistemos evoliucijai ir jos formavimuisi. antžeminės planetos .
Šis modelis pavadintas pagal vietą Prancūzijos Rivjeros observatorija (Nicoje, Prancūzijoje), kur jis iš pradžių buvo sukurtas – prasidėjo kaip evoliucinis modelis, padėjęs paaiškinti pastebėtus mažų objektų, tokių kaip kometos ir asteroidai, pasiskirstymą. Kaip Mattas Clementas, Oklahomos universiteto HL Dodge fizikos ir astronomijos katedros absolventas ir pagrindinis šio straipsnio autorius, paaiškino „Universe Today“ el. paštu:
„Modelyje milžiniškos planetos (Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas) iš pradžių susiformavo daug arčiau Saulės. Kad pasiektų savo dabartines orbitos vietas, visa Saulės sistema išgyvena orbitos nestabilumo laikotarpį. Šiuo nestabiliu laikotarpiu milžiniškos planetos orbitų dydis ir forma greitai keičiasi.
Dėl savo tyrimo, kuris neseniai buvo paskelbtas moksliniame žurnaleIkaraspavadinimu ' Marso augimą stabdė ankstyvas milžiniškos planetos nestabilumas “, komanda papildė Nice Model. Atlikdami daugybę dinaminių modeliavimų, jie bandė parodyti, kaip ankstyvosios Saulės sistemos metu Marso augimas buvo sustabdytas dėl milžiniškų planetų orbitos nestabilumo.
Jų tyrimo tikslas taip pat buvo pašalinti Nicos modelio trūkumą, dėl kurio sausumos planetos galėjo išgyventi rimtą Saulės sistemos sukrėtimą. Originalioje Nicos modelio versijoje milžiniškų planetų nestabilumas įvyko praėjus keliems šimtams milijonų metų po planetų susidarymo, o tai sutapo su Vėlyvas sunkusis bombardavimas – kai vidinę Saulės sistemą bombardavo neproporcingai daug asteroidų.
Šį laikotarpį liudija Mėnulio kraterio rekordo šuolis, kuris buvo nustatytas iš daugybės pavyzdžių iš „Apollo“ misijų su panašiomis geologinėmis datomis. Kaip paaiškino Klemensas:
„Problema yra ta, kad antžeminėms planetoms (Merkurijui, Venerai, Žemei ir Marsui) sunku išgyventi smarkų nestabilumą neišmetus iš Saulės sistemos arba nesusiduriant viena su kita. Dabar, kai turime geresnių, didelės raiškos Mėnulio kraterių vaizdų ir tikslesnius Apolono mėginių datavimo metodus, įrodymų, kad Mėnulio kraterio greitis didėja, mažėja. Mūsų tyrimas ištyrė, ar nestabilumo perkėlimas anksčiau, kol vis dar formuojasi vidinės žemės planetos, gali padėti joms išgyventi nestabilumą, taip pat paaiškinti, kodėl Marsas yra toks mažas, palyginti su Žeme.
Prie Clemento prisijungė Nathanas A. Kaibas, OU astrofizikos profesorius, taip pat Seanas N. Raymondas iš Bordo universiteto ir Kevinas J. Walshas iš Pietvakarių tyrimų instituto. Kartu jie naudojo kompiuterinius išteklius OU Švietimo ir tyrimų superkompiuterių centras (OSCER) ir „Blue Waters“ superkompiuterių projektas atlikti 800 dinaminių Nicos modelio modeliavimų, siekiant nustatyti, kaip jis paveiktų Marsą.
Į šiuos modeliavimus buvo įtraukti naujausi geologiniai Marso ir Žemės įrodymai, rodantys, kad Marso formavimosi laikotarpis buvo maždaug 1/10 Žemės. Tai paskatino teoriją, kad Marsas buvo paliktas kaip „suvyta planetos embrionas“ formuojant Saulės vidines planetas. Kaip el. paštu „Universe Today“ paaiškino profesorius Kaibas, šiuo tyrimu buvo siekiama patikrinti, kaip Marsas iš planetos susiformavo kaip planetinis embrionas:
„Mes imitavome antžeminės planetos formavimosi „milžiniško smūgio fazę“ (paskutinę formavimosi proceso stadiją). Šios fazės pradžioje vidinę Saulės sistemą (0,5–4 AU) sudaro maždaug 100 Mėnulio ir Marso dydžio planetinių embrionų disko, įterptų į daug mažesnių, daugiau uolėtų planetų planetų jūrą. Per 100–200 milijonų metų šią sistemą sudarantys kūnai susiduria ir susilieja į saują (paprastai 2–5) uolų planetų masės kūnus. Paprastai tokios paprastos pradinės sąlygos kuria planetas į Marsą panašiose orbitose, kurios yra maždaug 10 kartų masyvesnės nei Marsas. Tačiau, kai antžeminės planetos formavimosi procesą nutraukia Nicos modelio nestabilumas, daugelis planetos statybinių blokų, esančių netoli Marso regiono, prarandami arba metami į Saulę. Tai riboja į Marsą panašių planetų augimą ir sukuria artimesnę atitiktį mūsų tikrajai vidinei saulės sistemai.
Žemės ir Marso dydžių palyginimas. Autorius: NASA
Jie nustatė, kad ši peržiūrėta laiko juosta paaiškino Marso ir Žemės skirtumus. Trumpai tariant, Marsas ir Žemė labai skiriasi dydžiu, mase ir tankiu, nes milžiniškos planetos tapo nestabilios labai anksti Saulės sistemos istorijoje. Galiausiai tai leido Žemei tapti vienintele gyvybę turinčia antžemine planeta Saulės sistemoje, o Marsui – tokia šalta, išdžiūvusi ir plonos atmosferos vieta, kokia ji yra šiandien.
Kaip paaiškino prof. Kaibas, tai nėra vienintelis Žemės ir Marso skirtumų paaiškinimo modelis, tačiau visi įrodymai tinka:
„Be šio nestabilumo Marso masė greičiausiai būtų priartėjusi prie Žemės ir būtų labai skirtinga, galbūt labiau į Žemę panaši planeta, palyginti su tokia, kokia ji yra šiandien“, – sakė jis. „Taip pat turėčiau pasakyti, kad tai nėra vienintelis mechanizmas, galintis paaiškinti mažą Marso masę. Tačiau jau žinome, kad Nicos modelis puikiai atkuria daugelį išorinės Saulės sistemos ypatybių, o jei jis atsiranda tinkamu Saulės sistemos istorijos momentu, jis taip pat paaiškina mūsų vidinę Saulės sistemą.
Šis tyrimas taip pat gali turėti drastiškų pasekmių, kai kalbama apie ne saulės sistemų tyrimą. Šiuo metu mūsų planetų formavimosi ir raidos modeliai yra pagrįsti tuo, ką galėjome išmokti iš savo Saulės sistemos. Taigi, sužinoję daugiau apie tai, kaip dujų milžinai ir antžeminės planetos augo ir sudarė savo dabartines orbitas, mokslininkai galės sukurti išsamesnius modelius, kaip gyvybę turinčios planetos galėtų susijungti aplink kitas žvaigždes.
Tai neabejotinai padėtų susiaurinti „į Žemę panašių“ planetų ir (ar mes galime svajoti?) planetų, palaikančių gyvybę, paiešką.
Papildoma literatūra: Oklahomos universitetas , Ikaras