Древний двойной астероид рассказал, когда "подрались" планеты-гиганты

Двойные системы астероидов распадаются при столкновениях. Этот факт и позволил исследователям датировать древний катаклизм.
Иллюстрация W. M. Keck Observatory/Lynette Cook.

Астрономы выяснили, когда произошёл "конфликт" между планетами-гигантами, в результате которого Юпитер был отброшен ближе к Солнцу, а Уран и Нептун – к окраинам Солнечной системы. Свидетельство, позволившее датировать эту катастрофу, как оказалось, было у астрономов практически перед самым носом. Речь идёт о двойном астероиде Патрокл и условиях, позволивших ему остаться двойным.

Научная статья об исследовании этого космического странника опубликована в журнале Nature Astronomy командой во главе с Гарольдом Левисоном (Harold Levison) из Юго-Западного исследовательского института США.

Астрономы давно пришли к выводу, что Солнечная система в своё время подверглась крупной перестройке. Юпитер, Уран и Нептун нарушили стабильность орбит друг друга. До столкновения дело не дошло, но все три планеты "переехали". Юпитер стал ближе к Солнцу, а Уран и Нептун – наоборот. Так планеты-гиганты заняли свои нынешние орбиты.

Одним из следствий такого катаклизма считается образование группы троянских астероидов. Уран и Нептун, сместившись к окраинам Солнечной системы, вторглись в рой кружащих там малых объектов. Мощная гравитация гигантов внесла хаос в орбиты этих тел, и многие из них разлетелись кто куда. Часть астероидов отправилась к Солнцу и стала "троянцами". Из тел, устремившихся прочь из системы, которая так нехорошо с ними обошлась, сформировался пояс Койпера.

Вопрос состоит в том, когда это случилось. Соблазнительно было бы связать этот катаклизм с поздней тяжёлой бомбардировкой. Напомним, что тогда (около четырёх миллиардов лет назад) на Землю, Луну и другие тела вдруг посыпался град крупных астероидов. Упомянутый "переполох среди астероидов" – вполне подходящая причина для такого бедствия (которое, впрочем, не превратило Землю в пылающий ад). И, согласно некоторым моделям, перестройка Солнечной системы как раз тогда и произошла. Однако другие теории относят её к гораздо более раннему периоду. Кто прав, оставалось неясным.

Левисон и его коллеги обратили внимание на астероид Патрокл. Этот объект принадлежит к "троянцам" и обращается вокруг Солнца за орбитой Юпитера. Долгое время он считался одиночным небесным телом. Однако в начале XXI века выяснилось, что это тесная пара астероидов, находящихся примерно в 700 километрах друг от друга. Тот из них, что побольше, оставили Патроклом, а спутник назвали Менетием. Впрочем, оба тела имеют похожие диаметры: чуть больше ста километров. Примечательно, что это единственный известный крупный двойной астероид среди "троянцев" (хотя тела с маленькими лунами там встречаются).

Авторы задали простой вопрос: как ему удалось остаться двойным до настоящего времени? Согласно предшествующим исследованиям, двойные астероиды с самого начала образуются парами. Однако частые столкновения с "соседями" должны разрушать эти хрупкие "союзы". Единственный способ избежать такой судьбы – оказаться в пространстве, сравнительно бедном другими телами.

Группа Левисона произвела моделирование, опираясь на предполагаемую "плотность населения" на "родине" Патрокла и Менетия. Вывод исследователей однозначен: пара могла выжить лишь в том случае, если миграция на нынешнюю орбиту произошла в первые 100 миллионов лет после рассеяния протопланетного диска (около 4,5 миллиарда лет назад). В противном случае двойная система была бы разорвана столкновениями. Это означает, что для поздней тяжёлой бомбардировки, случившейся существенно позже, следует искать другое объяснение.

Заметим, что Патрокл и Менетий является целью для предстоящей миссии NASA Lucy. В 2033 году этот зонд должен исследовать "сладкую парочку". И тогда, возможно, мы узнаем о далёком прошлом Солнечной системы гораздо больше.

К слову, "Вести.Наука" не впервые пишут о двойных астероидах. Мы говорили о паре, на которой планируется отрабатывать технологии противоастероидной защиты, и о небесном теле, удивившем астрономов целым набором странностей. Не обошли мы вниманием и юность Солнечной системы, рассказав о веществе неродившихся планет, влившемся в ядро Земли.

Сегодня