Ο Άρης είναι ένας μικρός πλανήτης. Στην πραγματικότητα, για τους επιστήμονες που κάνουν μοντελοποίηση του ηλιακού συστήματος, ο πλανήτης είναι πολύ μικρό. "Όλοι όσοι κάνουν προσομοιώσεις για το πώς σχηματίζετε τους επίγειους πλανήτες καταλήγουν πάντα με έναν Άρη που είναι 5-10 φορές μεγαλύτερος από ό, τι στην πραγματική ζωή." Ο Minton συνεργάζεται με τον συνάδελφο Dr. Hal Levison για να δημιουργήσει νέες προσομοιώσεις που εξηγούν το μικρό μέγεθος του Άρη, συμπεριλαμβάνοντας την επίδραση αυτού που είναι γνωστό ως μετανάστευση από πλανήτες και επιπλέον, τα μικρά αντικείμενα που ο Minton αποκαλεί «Marstinis» θα μπορούσαν να αναδεύσουν ή να ταρακουνήσουν τις ιδέες μας σχετικά με το πρώιμο ηλιακό σύστημα και τον πρόσφατο βαρύ βομβαρδισμό.
Οι πλανητικοί επιστήμονες συμφωνούν ότι οι επίγειοι πλανήτες σχηματίστηκαν πολύ γρήγορα εντός των πρώτων 50-100 εκατομμυρίων ετών από την ιστορία του ηλιακού συστήματος και η Σελήνη μας σχηματίστηκε από μια πρόσκρουση μεταξύ ενός αντικειμένου μεγέθους Άρη και του πρωτο-Γη σε κάποιο σημείο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Πολύ αργότερα ήταν ο Ύστερος Βαριάς Βομβαρδισμός, η χρονική περίοδος όπου ένας μεγάλος αριθμός κρατήρων κρούσης σχηματίστηκε στη Σελήνη μέσα σε χρονικό διάστημα μόλις εβδομήντα εκατομμυρίων ετών - και από την εξαγωγή συμπερασμάτων, πιθανότατα και η Γη, ο Ερμής, η Αφροδίτη και ο Άρης.
Οι περισσότερες θεωρίες πλανητικού σχηματισμού δεν μπορούν να εξηγήσουν αυτήν την έντονη περίοδο βομβαρδισμού τόσο αργά στην ιστορία του ηλιακού συστήματος, αλλά ο Levison ήταν μέρος μιας ομάδας που το 2005 πρότεινε το μοντέλο της Νίκαιας, το οποίο πρότεινε πώς πυροδοτήθηκε ο ύστερος βαρύς βομβαρδισμός όταν οι γιγαντιαίοι πλανήτες - που σχηματίστηκε σε μια πιο συμπαγή διαμόρφωση - μετανάστευσε γρήγορα ο ένας από τον άλλο (και οι τροχιακοί διαχωρισμοί τους αυξήθηκαν όλοι), και ένας δίσκος μικρών «πλανητικών σημειωμάτων» που βρισκόταν έξω από τις τροχιές των πλανητών αποσταθεροποιήθηκε, προκαλώντας μια ξαφνική μαζική παράδοση αυτών πλανητικά - αστεροειδείς και κομήτες - στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Ωστόσο, σύμφωνα με το μοντέλο, τα πλανητικά πλάσματα προκάλεσαν επίσης τη μετανάστευση των πλανητών. Οι πλανήτες σχηματίστηκαν από έναν τεράστιο δίσκο αερίου, σκόνης, βραχώδη συντρίμμια και πάγο που περιβάλλει τον πρώιμο Ήλιο. Τα συντρίμμια συνενώθηκαν για να σχηματίσουν μεγαλύτερα αντικείμενα μεγέθους πλανήτη και οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι μεγαλύτερο αντικείμενο πλανητικού μεγέθους που είναι ενσωματωμένο σε ένα δίσκο μικρότερων αντικειμένων θα μεταναστεύσει ως αποτέλεσμα της γωνιακής ορμής και της εξοικονόμησης ενέργειας καθώς οι πλανήτες διασκορπίζουν τα πλανητικά πλάσματα που συναντούν.
"Οι διαταραχές από μικρά βραχώδη ή παγωμένα αντικείμενα που περιβάλλουν ένα μεγαλύτερο αντικείμενο μπορούν να προκαλέσουν το" μεγαλύτερο "αντικείμενο στο" δίσκο "κατά μήκος του δίσκου", δήλωσε ο Minton στο Space Magazine. «Κάθε φορά που αυτά τα μικρά πλανητικά αντικείμενα συναντούν το μεγαλύτερο αντικείμενο, στην πραγματικότητα προκαλούν λίγο ώθηση στη θέση του μεγαλύτερου αντικειμένου. Αποδεικνύεται ότι αν επεξεργαστείτε τα μαθηματικά, εάν υπάρχει κάποια μικρή ανισορροπία στον αριθμό των αντικειμένων που συναντώνται στην πλευρά του ήλιου σε σχέση με την πλευρά κατά της ηλιοφάνειας, μπορείτε πραγματικά να προκαλέσετε μια καθαρή κίνηση του μεγάλου σώματος και συμβαίνει πολύ γρήγορα. "
Ο Minton και ο Levison εφαρμόζουν την ίδια φυσική της μετανάστευσης που κατευθύνεται από πλανήτες στον σχηματισμό των επίγειων πλανητών.
«Στην περίπτωση του Άρη, φανταστείτε αυτά τα πλανητικά έμβρυα που βρίσκονται στη ζώνη Γη-Αφροδίτη», είπε ο Μίντον. «Τότε έχετε ένα μικρό έμβρυο που μεγαλώνει για να γίνει το μέγεθος του Άρη και θα αρχίσει να μεταναστεύει λόγω της μετανάστευσης που κινείται από πλανήτες και απομακρύνεται από τους άλλους τύπους. Άφησε λοιπόν το πακέτο και καθώς κινείται μέσω του δίσκου, ξεφεύγει από το σημείο όπου γίνεται όλη η δράση. "
Έτσι, η ανάπτυξη του Άρη σταμάτησε στο σημερινό του μέγεθος επειδή μετανάστευσε μακριά από τα πλανητικά υλικά.
Ο Μίντον είπε ότι οι προσομοιώσεις τους για αυτό λειτουργούν πολύ καλά.
«Έχουμε κάνει πολλά μαθηματικά και η μετανάστευση είναι αρκετά γρήγορη», είπε, «και ο Άρης θα μπορούσε να μεταναστεύσει μέσω του δίσκου προτού σχηματιστεί οποιοσδήποτε άλλος πλανήτης μεγέθους Άρη. Σε ένα πρώιμο ηλιακό σύστημα όπου έχεις έναν Άρη που έχει απομακρυνθεί στην άκρη του δίσκου στα 1,5 AU, που είναι εκεί που είναι τώρα και όλες οι άλλες ενέργειες που συμβαίνουν στη ζώνη Γη-Αφροδίτη, τότε η Γη και η Αφροδίτη μπόρεσαν να μεγαλώνουν στο μέγεθος που είναι τώρα, όπου και οι δύο έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος και μάζα και ο Άρης είναι λανθασμένος από μόνος του. "
Και με τον Άρη υπάρχει μια συστροφή του Marstinis, η οποία θα μπορούσε να προσφέρει μια εναλλακτική εξήγηση για το Late Heavy Bombardment.
Ο μεταναστευτικός Άρης θα μπορούσε να έχει πάρει πλανητικά σχήματα στον συντονισμό του, όπου δύο ή περισσότερα σώματα σε τροχιά ασκούν βαρυτική επίδραση μεταξύ τους.
«Δεν είναι καθόλου προφανές γιατί συμβαίνει αυτό», είπε ο Μίντον, «αλλά το ίδιο πράγμα πιστεύεται ότι συνέβη στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, αυτό που έδωσε στον Πλούτωνα την τροχιά του. Πιστεύουμε ότι ο Πλούτωνας πήρε πράγματι τον συντονισμό 3: 2 με τον Ποσειδώνα όταν ο Ποσειδώνας μετανάστευσε και γι 'αυτό ο Πλούτωνας και οι άλλοι «Πλούτινες» ζουν σε αυτούς τους συντονισμούς με τον Ποσειδώνα ».
Τα Plutinos είναι άλλα αντικείμενα Kuiper Belt κοντά στον Πλούτωνα. Αυτός ο συντονισμός σημαίνει ότι ο Πλούτωνας και οι Πλούτινες τριγυρίζουν στον Ήλιο τρεις φορές για κάθε 2 φορές. Υπάρχουν επίσης Two-tinos, που παγιδεύονται σε συντονισμό 1: 2 με τον Ποσειδώνα - και βρίσκονται στο εξωτερικό άκρο της ζώνης Kuiper. Οι νέες προσομοιώσεις δείχνουν ότι αυτές οι γραμμές συντονισμού είναι σχεδόν σαν χιονοστιβάδα, και καθώς ο Ποσειδώνας μετανάστευσε, πήρε όλα αυτά τα μικρά παγωμένα σώματα, τον Πλούτωνα και τον Πλούτιν.
Αυτό θα μπορούσε επίσης να είχε συμβεί στον Άρη, και καθώς ο Άρης μετανάστευσε μέσω του δίσκου, θα είχε πάρει και μικρά αντικείμενα.
«Αποφάσισα να καλέσω αυτούς τους Marstinis, για να διατηρήσω το θέμα Plutino και Two-tino», είπε ο Minton με χαμόγελο. "Δεν ξέρω αν θα κολλήσει ή όχι."
Αλλά το ενδιαφέρον για τους Μαρστίνιους, είπε ο Μίντον, είναι ότι ένας συντονισμός 3: 2 με τον Άρη είναι στην πραγματικότητα μια πολύ ασταθής ζώνη.
«Υπάρχει πράγματι ένας συντονισμός εκεί με τον Κρόνο που υπήρχε μόνο στην εποχή του Ύστερου Βαρέου Βομβαρδισμού», είπε, «έτσι πριν από αυτό, ο Κρόνος - νομίζουμε - ήταν σε διαφορετική θέση, οπότε αυτός ο συγκεκριμένος συντονισμός ήταν σε διαφορετική θέση . Μόνο αφού οι γιγαντιαίοι πλανήτες μετανάστευσαν στην τρέχουσα θέση τους, αυτή η τοποθεσία συντονισμού έγινε ασταθής. Πιστεύουμε λοιπόν ότι αυτοί οι Marstinis θα ήταν σταθεροί και σε αυτήν την ενδιάμεση περίοδο μεταξύ του τέλους του σχηματισμού πλανητών και του Ύστερου Βαριού βομβαρδισμού, ξαφνικά αυτή η περιοχή έγινε ασταθής όταν οι πλανήτες μετατόπισαν θέσεις στις τρέχουσες τοποθεσίες τους. "
Θα μπορούσαν λοιπόν οι Marstinis να είναι υπεύθυνοι για τον πρόσφατο βαρύ βομβαρδισμό;
«Αυτοί οι Marstinis εκδιώχθηκαν από τον πλανήτη σχηματίζοντας περιοχές προς την αστεροειδή ζώνη», είπε ο Minton, «τότε ξαφνικά οι πλανήτες μετανάστευσαν και ολόκληρη αυτή η περιοχή έγινε ασταθής και έτσι όλοι θα μπορούσαν να είχαν πέσει στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα και καταλήγουν να χτυπήσουν τη Σελήνη. "
Υπάρχουν μερικά άλλα επιχειρήματα, επίσης, όπου οι Marstinis ταιριάζουν με το προφίλ του τι έπληξε τη Σελήνη κατά τη διάρκεια του Ύστερου Βαρέου Βομβαρδισμού.
«Έχουμε λόγους να πιστεύουμε ότι τα αντικείμενα που έπληξαν τη Σελήνη κατά τη διάρκεια του ύστερου βαρέου βομβαρδισμού ήταν σαν αστεροειδείς αλλά όχι ακριβώς όπως οι αστεροειδείς που έχουμε τώρα», είπε ο Μίντον. "Έτσι, υπάρχουν ορισμένα χημικά επιχειρήματα που μπορείτε να κάνετε, επίσης μπορείτε να κάνετε κάποια επιχειρήματα από τις πιθανότητες πρόσκρουσης που μπορεί να μην είχαν αρκετή μάζα στον αστεροειδή ιμάντα για να τροφοδοτήσουν όλους τους αστεροειδείς και τις επιπτώσεις που βλέπουμε στη Σελήνη."
Υπάρχουν όμως και άλλα εκκρεμή ζητήματα, όπως το χρονικό διάστημα που διήρκεσε ο Αργά Βαριάς Βομβαρδισμός, όταν ξεκίνησε, οι κομήτες ήταν ποτέ σημαντικοί στην ιστορία του βομβαρδισμού της Σελήνης ή ήταν όλοι αστεροειδείς; Ο Μίντον είπε ότι η περαιτέρω εξερεύνηση της Σελήνης θα απαντήσει σε πολλές από αυτές τις ερωτήσεις.
«Αυτά είναι όλα τα πράγματα που πρέπει πραγματικά να πάμε στη Σελήνη για να το ανακαλύψουμε και δεν υπάρχει πουθενά αλλού μπορείτε να το κάνετε. Είναι πραγματικά ένα από τα καλύτερα μέρη για να κατανοήσετε όλη την ιστορία του ηλιακού συστήματος.
Ο Μίντον θα παρουσιάσει τα ευρήματά του στο επερχόμενο σεμινάριο σεληνιακής και πλανητικής επιστήμης τον Μάρτιο του 2011
Μπορείτε να ακούσετε μια συνέντευξη που έκανα με τον Minton σχετικά με τη μετανάστευση που βασίζεται σε πλανήτες για το podcast του NASA Lunar Science Institute (διατίθεται επίσης στις 365 ημέρες της αστρονομίας.)
