Гипотеза большого оверштага

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Юпитер, согласно гипотезе, совершил «оверштаг»

Гипотеза большого оверштага (от англ. Grand Tack hypothesis) — гипотеза, согласно которой, Юпитер сформировался на расстоянии 3,5 а.е от Солнца, затем мигрировал до расстояния в 1,5 а.е, пока не попал в орбитальный резонанс с Сатурном, после чего мигрировал до своей современной орбиты (5 а.е). Название происходит от термина оверштаг, когда лодка, направляя нос против ветра, поворачивается в обратном направлении[1].

Мигрируя к Солнцу, Юпитер разрушает пояс астероидов, а также область, где сейчас находится Марс, что объясняет его небольшой размер[2]. Пояс астероидов был разрушен ещё раз, но уже при миграции обратно, что объясняет его существование в нынешнем виде[3]. При миграции некоторые планетезималии могли столкнуться с Солнцем и быть уничтоженными[4].

Описание[править | править код]

После того, как Юпитер очистил вокруг своей орбиты весь материал, он совершил миграцию II типа. Не будь Юпитер остановленным, он находился бы близко к Солнцу, став «горячим юпитером», что происходит у многих экзопланет[5]. Однако, вместе с ним мигрировал и Сатурн, совершивший миграцию I типа. В результате между планетами возник орбитальный резонанс 2:3, а в газопылевом диске сформировался разрыв. Сатурн частично очистил свою часть разрыва, в результате воздействие диска на Юпитер снизилось[6]. Началась обратная миграция. Процесс «оверштага» был завершён, когда Юпитер достиг своей нынешней орбиты.[7]

Что объясняет гипотеза[править | править код]

Данная гипотеза объясняет несколько феноменов в Солнечной системе, хотя были предложены и альтернативные объяснения.

Размер Марса[править | править код]

Согласно симуляциям, Марс должен был иметь массу от 0,5 до 1 земной массы, но его масса составляет лишь 0,107 земных. Миграция Юпитера объясняет эту проблему: в результате «оверштага» газопылевой диск смещается до расстояния около 1 а.е от Солнца и в результате в той области формируются Земля и Венера[8][9][10]. На расстоянии 2 а.е от Солнца материала для формирования планет остаётся немного[11], и из этого материала сформировался Марс[12]. Близко к Солнцу материала также остаётся немного, и из него формируется Меркурий[13].

Существование пояса астероидов[править | править код]

Юпитер и Сатурн во время миграции смещают большинство астероидов с их начальных орбит, оставляя после себя возбужденный остаток, существовавший как внутри, так и за пределами первоначального местоположения Юпитера. До миграции Юпитера окружающие области содержали астероиды, состав которых менялся в зависимости от их расстояния от Солнца[14]. Ближе к Солнцу преобладали каменистые астероиды, а во внешней области за «линией холода» — более примитивные и ледяные астероиды[15]. По мере того как Юпитер и Сатурн мигрируют внутрь, около 15% внутренних астероидов рассеиваются за орбиту Сатурна[2]. Позже, когда Юпитер и Сатурн начали мигрировать обратно, около 0,5% примитивных астероидов рассеиваются на орбиты во внешнем поясе астероидов[7]. В результате входа в гравитационное поле Юпитера и Сатурна многие из астероидов теперь имеют большие эксцентриситеты и наклоны орбит. Некоторые из ледяных астероидов остались на орбитах, где позже сформировались планеты земной группы. Это позволило при столкновении доставлять на планеты воду[16][17] .

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Zubritsky, Elizabeth Jupiter's Youthful Travels Redefined Solar System. NASA. Дата обращения: 4 ноября 2015. Архивировано 1 марта 2017 года.
  2. ↑ 1 2 Beatty, Kelly Our "New, Improved" Solar System. Sky & Telescope (16 октября 2010). Дата обращения: 4 ноября 2015. Архивировано 9 июля 2019 года.
  3. ↑ Sanders, Ray How Did Jupiter Shape Our Solar System? Universe Today (23 августа 2011). Дата обращения: 4 ноября 2015. Архивировано 14 июля 2019 года.
  4. ↑ Choi, Charles Q. Jupiter's 'Smashing' Migration May Explain Our Oddball Solar System. Space.com (23 марта 2015). Дата обращения: 4 ноября 2015. Архивировано 2 октября 2019 года.
  5. ↑ Fesenmaier, Kimm New research suggests Solar system may have once harbored super-Earths. Caltech (23 марта 2015). Дата обращения: 5 ноября 2015. Архивировано 10 февраля 2019 года.
  6. ↑ New research suggests solar system may have once harbored super-Earths. Astrobiology. Дата обращения: 5 ноября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
  7. ↑ 1 2 Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Mandell, Avi M. (2011). "A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration". Nature. 475 (7355): 206—209. arXiv:1201.5177. Bibcode:2011Natur.475..206W. doi:10.1038/nature10201. PMID 21642961. S2CID 4431823.
  8. ↑ Jacobson, S. A.; Morbidelli, A., A. (2014). "Lunar and terrestrial planet formation in the Grand Tack scenario". Phil. Trans. R. Soc. A. 372 (2024): 174. arXiv:1406.2697. Bibcode:2014RSPTA.37230174J. doi:10.1098/rsta.2013.0174. PMC 4128261. PMID 25114304.
  9. ↑ Lichtenberg, Tim Ripping apart asteroids to account for Earth's strangeness. Astrobites (2 ноября 2015). Дата обращения: 6 ноября 2015. Архивировано 5 ноября 2015 года.
  10. ↑ Carter, Philip J.; Leinhardt, Zoë M.; Elliott, Tim; Walter, Michael J.; Stewart, Sarah T. (2015). "Compositional evolution during rocky protoplanet accretion". The Astrophysical Journal. 813 (1): 72. arXiv:1509.07504. Bibcode:2015ApJ...813...72C. doi:10.1088/0004-637X/813/1/72. S2CID 53354566.
  11. ↑ Walsh, Kevin The Grand Tack. Southwest Research Institute. Дата обращения: 6 ноября 2015. Архивировано 13 февраля 2019 года.
  12. ↑ Raymond, Sean N.; O'Brien, David P.; Morbidelli, Alessandro; Kaib, Nathan A. (2009). "Building the terrestrial planets: Constrained accretion in the inner Solar System". Icarus. 203 (2): 644—662. arXiv:0905.3750. Bibcode:2009Icar..203..644R. doi:10.1016/j.icarus.2009.05.016. S2CID 15578957.
  13. ↑ Hansen, Brad M.S. (2009). "Formation of the Terrestrial planets from a narrow annulus". The Astrophysical Journal. 703 (1): 1131—1140. arXiv:0908.0743. Bibcode:2009ApJ...703.1131H. doi:10.1088/0004-637X/703/1/1131. S2CID 14226690.
  14. ↑ Davidsson, Dr. Björn J. R. Mysteries of the asteroid belt. The History of the Solar System. Дата обращения: 7 ноября 2015. Архивировано 11 июня 2019 года.
  15. ↑ Raymond, Sean The Grand Tack. PlanetPlanet (2 августа 2013). Дата обращения: 7 ноября 2015. Архивировано 29 июня 2019 года.
  16. ↑ O'Brien, David P.; Walsh, Kevin J.; Morbidelli, Alessandro; Raymond, Sean N.; Mandell, Avi M. (2014). "Water delivery and giant impacts in the 'Grand Tack' scenario". Icarus. 239: 74—84. arXiv:1407.3290. Bibcode:2014Icar..239...74O. doi:10.1016/j.icarus.2014.05.009. S2CID 51737711.
  17. ↑ Matsumura, Soko; Brasser, Ramon; Ida, Shigeru (2016). "Effects of Dynamical Evolution of Giant Planets on the Delivery of Atmophile Elements during Terrestrial Planet Formation". The Astrophysical Journal. 818 (1): 15. arXiv:1512.08182. Bibcode:2016ApJ...818...15M. doi:10.3847/0004-637X/818/1/15. S2CID 119205579.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Гипотеза_большого_оверштага&oldid=133035918