Эволюция орбит и водные ресурсы: захватывающее исследование о планетах

Ученые из лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) провели исследование, которое проливает свет на эволюцию орбит тел в Солнечной системе и некоторых экзопланетных системах. Полученные результаты опубликованы в журнале Solar System Research.

Исследование сосредоточено на изучении аккумуляции планет и миграции планетезималей (тела, из которых образовались планеты), малых тел и пыли, как в формирующейся, так и в современной Солнечной системе. Ученые выяснили, что внешние слои Земли и Венеры могли аккумулировать схожие планетезимали из различных областей зоны питания планет земной группы.

Среди рассматриваемых гипотез особое внимание уделено популярным теориям происхождения Луны. В частности, обсуждаются теории о том, что Луна могла образоваться из тел, выброшенных с Земли при столкновениях с массивными ударниками, либо из околоземного диска, пополнявшегося в результате таких столкновений. В исследовании также рассматривается возможность формирования зародышей Земли и Луны из общего разреженного сгущения с последующим ростом массы зародыша Луны недалеко от Земли.

Работа также охватывает модель, в которой зародыши Урана и Нептуна увеличили свои орбиты только за счет гравитационных взаимодействий с планетезималями, без участия Юпитера и Сатурна в резонансе. Обсуждается влияние изменения орбиты Юпитера на формирование астероидного пояса и роль планетезималей из зоны планет-гигантов в формировании тел за орбитой Нептуна.

Исследование показывает, что планетезимали из зоны питания планет-гигантов и внешнего астероидного пояса могли доставить на Землю количество воды, соизмеримое с массой воды в океанах. Также отмечено, что около 20% тел, выброшенных с Земли, со временем возвращались обратно, а вероятность столкновений пылевых частиц с Землей значительно выше, чем их родительских тел.

Исследование также охватывает миграцию планетезималей в экзопланетных системах Проксима Центавра и Траппист-1. Ученые пришли к выводу, что количество воды, доставленной к внутренней планете Проксима Центавра b, могло превысить количество воды, доставленной на Землю. Внешние слои соседних планет в системе Траппист-1 могут включать аналогичный материал, если на поздних стадиях аккумуляции было много планетезималей около орбит планет.

Эти результаты открывают новые перспективы для понимания процессов миграции тел и формирования планет, как в нашей Солнечной системе, так и в экзопланетных системах.

Источник: Минобрнауки РФ