В E-пояс астероиды были населением гипотетического расширения изначального пояса астероидов , предлагаемый в качестве источника большинства бассейнового формирования лунных воздействий в течение поздней тяжелой бомбардировки . [1]
Модель электронного ремня
Модель электронного ремня была разработана Уильямом Ф. Боттке , Дэвидом Вокруглицки , Дэвидом Минтоном , Дэвидом Несворни, Алессандро Морбиделли , Рамоном Брассером, Брюсом Симонсоном и Гарольдом Левисоном . [1] Он описывает динамику внутренней полосы раннего пояса астероидов в рамках модели Ниццы .
Расположение и стабильность
Выдвинутом ремней астероиды были расположены между текущей внутренней границей пояса астероидов и орбитами на Марс с большой полуосью в диапазоне от 1,7 до 2,1 астрономических единиц (AU). В нынешней Солнечной системе большинство орбит в этой области нестабильны из-за наличия векового резонанса ν 6 . [1] Однако, до гигантской планеты миграции , описанной в модели Nice на внешних планетах были бы в более компактной конфигурации с почти круговыми орбитами. [2] С планетами в этой конфигурации вековой резонанс ν 6 был бы расположен за пределами пояса астероидов. [3] Стабильные орбиты существовали бы внутри 2,1 а.е., а внутренний край первичного пояса астероидов определялся бы орбитами, пересекающими Марс. [4]
Поздняя тяжелая бомбардировка
Во время миграции планет-гигантов вековой резонанс ν 6 сместился бы внутрь, когда Сатурн двигался наружу. [5] Достигнув своего текущего местоположения около 2,1 а.е., вековой резонанс ν 6 и другие связанные резонансы дестабилизируют орбиты астероидов E-пояса. Большинство из них будет переведено на орбиты, пересекающие планеты, по мере увеличения их эксцентриситета и наклона . За период в 400 миллионов лет удары астероидов E-пояса вызывают, по оценкам, 9-10 из 12 лунных ударов, образующих бассейн, которые приписываются поздней тяжелой бомбардировке. [1]
Астероиды Венгрии
По мере развития своих орбит многие астероиды E-пояса приобрели бы орбиты, подобные орбитам астероидов Венгрии, с большим наклонением и большой полуосью между 1,8 и 2,0 а.е. [6] Поскольку орбиты в этой области динамически липкие, эти объекты могут образовывать квазистабильный резервуар. [1] Поскольку эта популяция астероидов пояса Е просочилась из этого резервуара, они произведут долгоживущий хвост столкновений после традиционного окончания поздней тяжелой бомбардировки 3,7 миллиарда лет назад. [7] Остаток, представляющий примерно 0,1–0,4% первоначальных астероидов E-пояса, останется в качестве нынешних астероидов Венгрии. [1]
Доказательства удлиненного пояса
Проблемы с альтернативными источниками LHB
Свидетельства о Луне не подтверждают, что кометы из внешнего планетезимального пояса являются источником лунных ударов, образующих бассейн. Распределение частот по размерам (SFD) древних лунных кратеров аналогично SFD астероидов главного пояса, а не комет. [4] Образцы, извлеченные с Луны и содержащие ударные расплавы, имеют диапазон возрастов, а не резкий всплеск, ожидаемый, если бы кометы производили LHB. [8] Анализ элементов с высоким содержанием сидерофилов в этих образцах показывает, что они лучше соответствуют ударам из внутренней части Солнечной системы, чем кометам. [8] Исследования динамики главного пояса астероидов во время миграции планет-гигантов значительно ограничили количество ударников, исходящих из этого региона. Для воспроизведения текущего орбитального распределения необходимо быстрое изменение орбит Юпитера и Сатурна. [3] Этот сценарий удаляет только 50% астероидов из основного пояса, образуя 2–3 бассейна на Луне. [4]
Поддержка электронного ремня как источника LHB
Исследование образцов, извлеченных с Луны, показывает, что ударники были термически эволюционировавшими объектами. [6] Астероиды E-типа , пример этого типа, необычны в главном поясе [9], но становятся более распространенными по направлению к внутреннему поясу и, как ожидается, будут наиболее распространены в E-поясе. [6] Астероиды Венгрии, которые являются остатком E-пояса в этой модели, содержат значительную долю астероидов E-типа. [10]
Распад популяции астероидов E-пояса, захваченных на орбиты Венгрии, производит долгоживущий хвост столкновений, который продолжается и после LHB. Прогнозируется, что продолжение бомбардировки вызовет бассейновые удары на Земле и кратеры размером с Чиксулуб на Земле и Луне. [1] Ударные кратеры на Луне и слои ударных сфер, обнаруженные на Земле, датированные этим периодом, согласуются с этими прогнозами. [1]
Модель электронного пояса предсказывает, что остаточная популяция останется на орбитах, подобных Венгрии. Первоначальная популяция астероидов E-пояса была рассчитана на основе популяции потенциальных бассейновых ударников, оставшихся среди астероидов Венгрии. [8] Результат соответствовал расчетам, основанным на недавних оценках орбитальной плотности главного пояса астероидов до миграции планет. [4]
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h Боттке, Уильям Ф .; Вокроухлицкий, Давид; Минтон, Дэвид; Несворны, Давид; Морбиделли, Алессандро; Брассер, Рамон; Симонсон, Брюс; Левисон, Гарольд Ф. (2012). «Сильная архейская бомбардировка из-за дестабилизированного расширения пояса астероидов» (PDF) . Природа . 485 (7396): 78–81. Bibcode : 2012Natur.485 ... 78В . DOI : 10,1038 / природа10967 . PMID 22535245 .
- ^ Gomes, R .; Левисон, ВЧ; Циганис, К .; Морбиделли А. (2005). «Происхождение катастрофического периода поздних тяжелых бомбардировок планет земной группы» (PDF) . Природа . 435 (7041): 466–469. Bibcode : 2005Natur.435..466G . DOI : 10,1038 / природа03676 . PMID 15917802 . Архивировано из оригинального (PDF) 17 октября 2013 года . Проверено 21 августа 2013 .
- ^ а б Морбиделли, Алессандро; Брассер, Рамон; Гомес, Родни; Левисон, Гарольд Ф .; Циганис, Клеоменис (2010). «Свидетельства пояса астероидов о бурной эволюции орбиты Юпитера в прошлом». Астрономический журнал . 140 (5): 1391–1401. arXiv : 1009.1521 . Bibcode : 2010AJ .... 140.1391M . DOI : 10.1088 / 0004-6256 / 140/5/1391 .
- ^ а б в г Morbidelli, A .; Marchi, S .; Боттке, ВФ; Кринг, Д.А. (2012). «Пилообразный график первого миллиарда лет лунной бомбардировки». Письма о Земле и планетах . 355 : 144–151. arXiv : 1208,4624 . Bibcode : 2012E и PSL.355..144M . DOI : 10.1016 / j.epsl.2012.07.037 .
- ^ Минтон, Дэвид А .; Малхотра, Рену (2011). «Световой резонанс основного пояса астероидов во время миграции планет». Астрофизический журнал . 732 (1): 53. arXiv : 1102.3131 . Bibcode : 2011ApJ ... 732 ... 53М . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 732/1/53 .
- ^ а б в Боттке, ВФ; Vokrouhlicky, D .; Несворны, Д .; Minton, D .; Morbidelli, A .; Брассер, Р. (март 2010 г.). «Электронный пояс: возможное недостающее звено в поздней тяжелой бомбардировке» (PDF) . 41-я Конференция по изучению Луны и планет : 1269.
- ^ Томпсон, Хелен. «Древние астероиды продолжали прибывать» . Природа.
- ^ а б в Bottke, William F .; Вокроухлицкий, Давид; Минтон, Дэвид; Несворны, Давид; Морбиделли, Алессандро; Брассер, Рамон; Симонсон, Брюс; Левисон, Гарольд Ф. (2012). «Сильная архейская бомбардировка из-за дестабилизированного расширения пояса астероидов: дополнительная информация» (PDF) . Природа . 485 (7396): 78–81. DOI : 10,1038 / природа10967 . PMID 22535245 .
- ^ Лэнг, Кеннет. «Распределение астероидов спектрального класса с расстоянием» . Университет Тафтса.
- ^ Уорнер, Брайан Д .; Харрис, Алан В .; Вокроухлицкий, Давид; Несворны, Давид; Боттке, Уильям Ф. (2009). «Анализ населения астероидов Венгрии» (PDF) . Икар . 204 (1): 172–182. Bibcode : 2009Icar..204..172W . DOI : 10.1016 / j.icarus.2009.06.004 .