Planet V
Планета V — гипотетическая пятая планета земной группы, которая, по мнению НАСА учёных Джона Чемберса и Джека Дж. Лиссауэра , когда-то существовала между Марсом и поясом астероидов . По их гипотезе, поздняя тяжелая бомбардировка гадейской пересеклась эры началась после того, как возмущения со стороны других планет земной группы привели к тому, что орбита Планеты V с поясом астероидов. Чемберс и Лиссауэр представили результаты первоначальных проверок этой гипотезы во время 33-й Лунной и Планетарной научной конференции , проходившей с 11 по 15 марта 2002 года. [1]
Гипотеза
[ редактировать ]Согласно гипотезе Планеты V, пять планет земной группы были созданы в эпоху формирования планет . Пятая планета земной группы началась на орбите с низким между Марсом и поясом астероидов с большой полуосью между 1,8 и 1,9 а.е. эксцентриситетом Несмотря на то, что эта орбита существовала долго, она была нестабильной во временном масштабе 600 млн лет. В конце концов возмущения со стороны других внутренних планет вынудили Планету V выйти на орбиту с высоким эксцентриситетом, которая пересекла внутренний пояс астероидов. Астероиды были разбросаны по орбитам , пересекающим Марс, и резонансным орбитам в результате близких сближений с Планетой V. Многие из этих астероидов затем перешли на орбиты , пересекающие Землю, временно увеличив скорость столкновений с Луной . Этот процесс продолжался до тех пор, пока Планета V не была потеряна, скорее всего, из-за столкновения с Солнцем после входа в ν6 вековой резонанс . [2]
Тесты и результаты
[ редактировать ]В качестве первоначальной проверки гипотезы Планеты V Чемберс и Лиссауэр провели 36 компьютерных симуляций Солнечной системы с дополнительной планетой земной группы. Для определения влияния начальной орбиты и массы Планеты V использовались различные параметры. Было обнаружено, что среднее время потери Планеты V увеличилось со 100 до 400 млн лет, поскольку ее начальная большая полуось увеличилась с 1,8 до 1,9 а.е. Результаты, соответствующие нынешней Солнечной системе, чаще всего были получены для Планеты V массой 0,25 Марса. В случаях с Планетой V большей массы были вероятны столкновения между планетами. В целом треть этих симуляций были признаны успешными, поскольку Планета V была удалена, не задев другую планету. Чтобы проверить, сможет ли Планета V увеличить частоту столкновений с Луной, они добавили тестовые частицы в одну из симуляций. После первоначального снижения количество частиц на орбитах, пересекающих Землю, увеличилось после того, как Планета V вошла во внутренний пояс астероидов, что соответствует модели LHB. Такие результаты были представлены на 33-й конференции по науке о Луне и планетах. [2]
В более поздней статье, опубликованной в журнале «Икар» в 2007 году, Чемберс сообщил о результатах 96 симуляций, исследующих орбитальную динамику Солнечной системы с пятью планетами земной группы. В четверти симуляций Планета V была выброшена или столкнулась с Солнцем без столкновений с другими планетами земной группы. Этот результат был наиболее частым, если масса Планеты V была меньше 0,25 массы Марса. Другие симуляции не были признаны успешными, потому что Планета V либо выжила на протяжении всего моделирования в 1 миллиард лет, либо между планетами произошли столкновения. [3]
Гипотеза земной Планеты V была рассмотрена Рамоном Брассером и Алессандро Морбиделли в 2011 году. Их работа была первой, в которой основное внимание уделялось масштабам бомбардировки, вызванной Планетой V. Брассер и Морбиделли подсчитали, что для создания поздней тяжелой бомбардировки Планете V придется удалить 95% главного пояса астероидов до LHB или 98% внутреннего пояса астероидов (большая полуось <2,5 а.е.). Было обнаружено, что истощение главного пояса астероидов на 95% с помощью Планеты V массой 0,5 Марса требует, чтобы она оставалась на орбите, пересекающей весь пояс астероидов, в течение 300 миллионов лет. Эта орбитальная эволюция не наблюдалась ни в одном моделировании; Планета V обычно выходила на орбиту, пересекающую Землю, что приводило к короткому динамическому времени жизни перед выходом на такую орбиту. В нескольких процентах симуляций Планета V оставалась во внутреннем поясе достаточно долго, чтобы образовать LHB. Однако для создания LHB из внутреннего пояса астероидов потребовалось бы, чтобы внутренний пояс астероидов имел массу в 4–13 раз большую и в 10–24 раза большую орбитальную плотность, чем остальная часть пояса астероидов. [4]
Брассер и Морбиделли также исследовали гипотезу о том, что Планета V вызвала LHB, разрушив предполагаемые пояса астероидов между планетами земной группы. Авторы отметили, что отсутствие сегодняшних обнаружений остатков этих поясов накладывает существенные ограничения на эту гипотезу, требуя, чтобы они были истощены на 99,99% до того, как Планета V была потеряна. Хотя это произошло в 66% симуляций, совместимых с нынешней Солнечной системой для пояса Венера-Земля, этого не произошло ни в одном для пояса Земля-Марс из-за его более высокой стабильности. На основании этого результата Морбиделли и Брассер пришли к выводу, что пояс Земля-Марс не мог содержать значительную популяцию. Хотя Планета V могла вызвать позднюю тяжелую бомбардировку, разрушив только массивный пояс Венера-Земля, авторы заметили, что существенных различий в этих поясах не было обнаружено в моделях формирования планет. [4]
Альтернативная версия
[ редактировать ]Удар Планеты V о Марс, образовавший Бассейн Северного Ледовитого океана, недавно был предложен в качестве объяснения Поздней тяжелой бомбардировки. Обломки этого удара будут иметь другое распределение размеров, чем пояс астероидов, с меньшей долей крупных тел, и это приведет к меньшему количеству гигантских ударных бассейнов по сравнению с кратерами. [5] [6]
См. также
[ редактировать ]- Разрушенная планета
- Пятая планета (гипотетическая)
- Хорошая модель
- Фаэтон (гипотетическая планета)
- Список гипотетических объектов Солнечной системы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Space.com: «Давно разрушенная пятая планета могла стать причиной лунного катаклизма, говорят исследователи»
- ^ Перейти обратно: а б Чемберс, Дж. Э.; Лиссауэр, Джей-Джей (2002). «Новая динамическая модель поздней тяжелой бомбардировки Луны» (PDF) . Тезисы докладов научной конференции Института Луны и Планет . 33 : 1093. Бибкод : 2002LPI....33.1093C .
- ^ Чемберс, Дж. Э. (2007). «О стабильности планеты между Марсом и поясом астероидов: последствия для гипотезы Планеты V». Икар . 189 (2): 386–400. Бибкод : 2007Icar..189..386C . дои : 10.1016/j.icarus.2007.01.016 .
- ^ Перейти обратно: а б Брассер, Р; Морбиделли, А. (2011). «Гипотеза земной Планеты V как механизм возникновения поздней тяжелой бомбардировки» . Астрономия и астрофизика . 535 : А41. Бибкод : 2011A&A...535A..41B . дои : 10.1051/0004-6361/201117336 .
- ^ Минтон, Д.А.; Джексон, AP; Асфауг, Э.; Фассетт, CI; Ричардсон, Дж. Э. (2015). «Обломки формации бассейна Бореалис как основная популяция ударников поздней тяжелой бомбардировки» (PDF) . Семинар по ударной бомбардировке ранней Солнечной системы III . 1826 : 3033. Бибкод : 2015LPICo1826.3033M .
- ^ Минтон, Дэвид А.; Ричард, Джеймс Э.; Фассетт, Калеб И. (2015). «Повторное исследование главного пояса астероидов как основного источника древних лунных кратеров». Икар . 247 : 172–190. arXiv : 1408.5304 . Бибкод : 2015Icar..247..172M . дои : 10.1016/j.icarus.2014.10.018 . S2CID 55230320 .
