Найдены подтверждения быстрого формирования крупных астероидов в Солнечной системе

Современные концепции формирования Солнечной системы включают две конкурирующие гипотезы о механизмах возникновения астероидов-планетезималей, которые в итоге стали зародышами будущих планет.

По одной из гипотез, будущие астероиды довольно долго были небольшими скоплениями вещества. Их слияние и формирование крупных небесных тел, метрового и километрового размера, потребовали значительного времени — порядка сотен миллионов лет или более. В результате сейчас в поясе астероидов между Марсом и Юпитером (главном поясе) мы можем наблюдать картину, близкую к той, что была при первоначальном формировании астероидов.

По другой версии, это произошло гораздо быстрее. Разрозненное вещество под действием гравитации собралось сразу в объекты размером в десятки и сотни километров. То, что мы видим сейчас, — результат их последующих столкновений друг с другом, когда большинство первоначальных планетоидов разрушилось с образованием множества мелких осколков.

Группа астрономов, возглавляемая Кевином Уолшем (Kevin Walsh) из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере (Колорадо, США), решила разобраться в этом вопросе подробнее.

Изучению подвергли астероиды, находящиеся на расстоянии 2,1–2,5 астрономических единиц от Солнца. Сейчас известны параметры орбиты всех зарегистрированных астероидов главного пояса, а химический состав — большинства из них. На основании этих данных астероиды объединяют в семейства — группы осколков более крупных небесных тел, образовавшиеся когда-то при их столкновениях друг с другом, либо, как вариант, группы из мелких осколков и крупного астероида, из которого они когда-то были выбиты. Таких семейств известно несколько десятков.

Диаграмма распределения астероидов в зависимости от наклонения орбиты и эксцентриситета. Видимые на диаграмме скопления точек - семейства астероидов.

Уолшу с коллегами удалось открыть еще одно астероидное семейство, возникшее при столкновении около 4 миллиардов лет назад. Это само по себе ценный научный результат.

Но ключевой момент работы — выделение из общей массы тех астероидов, которые ни по своему составу, ни по параметрам орбиты нельзя отнести ни к какому известному семейству. Это означает, что они не могут быть осколками более крупных тел.

Такие астероиды нашлись, и выяснилось, что их размеры составляют минимум 35 километров. Приблизительно оценив массу, «выбитую» из них за время существования Солнечной системы, авторы пришли к выводу, что когда-то эти астероиды имели размеры не менее сотни километров.

Этот результат является серьезным аргументом в пользу гипотезы быстрого формирования (и последующего разрушения) крупных астероидов. Вполне вероятно, впрочем, что дискуссия на этом не завершится.