2009.03.08. - Vándorló óriásbolygók ritkították a kisbolygóövezetet

A vándorló Jupiter és Szaturnusz gravitációs hatása okozhatta a Mars és a Jupiter közötti kisbolygóövezet bizonyos övezeteinek szinte teljes elnéptelenedését. Az elszabadult aszteroidák a Naprendszer belső bolygóit bombázhatták.

A Mars és a Jupiter között húzódó kisbolygóövezetben nem egyenletesen oszlanak el az égitestek. Az úgynevezett Kirkwood-zónák olyan anyagszegény sávok a térségben, ahol kisbolygók szinte alig fordulnak elő. Kialakulásukat már felfedezésük után az óriásbolygók, elsősorban a Jupiter gravitációs hatásával magyarázták. Eszerint a Jupiter egyes térségekben úgynevezett pályarezonanciák révén zavarja az égitestek mozgását és gravitációs hatásával ki is szórja onnan őket. Az így kialakult ritkább térségek eloszlása azonban nem teljesen egyezik az ezen elképzelés alapján várható eloszlással.

A kisbolygók eloszlása és a Kirkwood-zónák helyzete.
[A The Asteroid Orbital Elements Database (ftp.lowell.edu) alapján.]

David Minton és Renu Malhotra (University of Arizona, Tucson) számítógépes szimulációkkal próbálták meghatározni, mely zónákból szórhattak ki égitesteket az óriásbolygók gravitációs hatásaik révén, amikor azok még nem pontosan a mai helyzetükben voltak. Az égi mechanikai modellek alapján ugyanis kezdetben a négy gázóriás szorosabban helyezkedett el, majd a Jupiter enyhén befelé, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz pedig kifelé vándoroltak. A bolygók migrációját is figyelembe véve az új modell már lényegesen jobb egyezést mutatott a kisbolygóöv mai felépítésével, mint amikor csak a planéták jelenlegi helyzetéből adódó perturbációkkal számoltak.

Az óriásbolygók vándorlását is tartalmazó elgondolás alapján a Kirkwood-zónák belső peremei élesebbek lettek a külsőknél, ami egybevág a megfigyelésekkel. A belső perem ott húzódik, ahol a Jupiter által kiváltott zavarok a bolygó befelé vándorlásnak végén jelentkeztek. A Napunktól ugyanekkor kissé távolodó Szaturnusz hatása nem anyagszegény sávokban, hanem az egész övezet belső pereménél jelentkezett, innen a gyűrűs bolygó lökött ki sok égitestet.

A fenti folyamatok keretében a kisbolygóövben eredetileg megtalálható teljes tömegnek legalább 65 százaléka eltávozott, de ez az arány akár 90 százalék is lehet. Eszerint a jelenlegi kibolygóöv csak szerény maradéka az eredeti zónának.

Fantáziarajz egy bolygóba becsapódó aszteroidáról.
[NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)]

A kisbolygók kiszórásának intenzitása a bolygók vándorlási sebességével kapcsolatos: minél lassabban változott pályájuk, annál több égitestet penderítettek ki a Mars és a Jupiter közötti térségből. A modellek alapján elképzelhető, hogy a jelenség eredményeként állt elő a 3,8 milliárd évvel ezelőtti, úgynevezett késői nagy bombázási időszak, amikor sok hatalmas kráter keletkezett a Földön. A fenti migráció és az égitestek ezzel kapcsolatos kiszóródása, majd azoknak a Földdel történő ütközése bolygónk klímáját és az élet korai fejlődését is befolyásolhatta.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2009.02.26.