Астрономи запідозрили Цереру в міграції із зовнішньої Сонячної системи

Астрономи шляхом комп'ютерного моделювання визначили, що карликова планета Церера утворилася не в Головному поясі астероїдів, а за орбітою Сатурна, звідки могла мігрувати у внутрішню Сонячну систему за рахунок взаємодії з планетами-гігантами і протопланетами. У цьому випадку вона являє собою велику планетезималь, яка аналогічна деяким об'єктам Пояса Койпера. Стаття опублікована в журналі.


Церера - найбільший об'єкт Головного поясу астероїдів, який характеризується цілою низкою цікавих властивостей. Її маса становить близько 0,33 відсотка від загальної маси Головного поясу, при цьому карликова планета володіє низькою щільністю і малим альбедо, яке аналогічно вуглецевим хондритам. Положення Церери в Головному поясі близько до багатьох астероїдів С-типу, проте планета не відноситься до нім. Церера більше схожа на астероїди G-типу, володіє частково диференційованою структурою і складається з багатої водяним льодом мантії і кам'янистого ядра.


Властивості Церери роблять цей об'єкт схожим з найбільшими об'єктами поясу Койпера, такими як Еріда, Плутон або Харон, що піднімає питання про походження планети. Зокрема, виявлення аміачного льоду на поверхні Церери вважається переконливим доказом того, що карликова планета утворилася у зовнішній області Сонячної системи, за межами снігової лінії. Через це виникла гіпотеза про те, що Церера може являти собою планетезималь, захоплену із зовнішньої частини протопланетного диска, в ході його взаємодії з планетами-гігантами, описаного в моделі Ніцци.

Група планетологів на чолі з Рафаелем Рібейро де Саузою (Rafael Ribeiro de Sousa) з Державного університету Сан-Паулу опублікувала результати моделювання ранньої динамічної еволюції зовнішньої частини Сонячної системи, щоб визначити можливі механізми міграції планетезималі, розміром з Цереру, в Головний пояс астероїдів з області за орбитою Сатурна.

Вчені визначили, що частка популяції планетезималей розміром з Цереру, які потрапили в Головний пояс астероїдів, знаходиться в діапазоні від 2,8 ст.1 10-5 до 1,2 10-3, залежно від початкового положення об'єкта у зовнішній частині навколозвїзного диска. Захоплені тіла з ймовірністю 70 відсотків характеризувалися довжиною великої напівосі орбіти між 2,5 і 3 астрономічних одиниць, з імовірністю 33 відсотки - ексцентриситетом менше 0,2 і з ймовірністю 45 відсотків - нахилом орбіти менше 10 градусів. Якщо врахувати, що більш ранні оцінки передбачали існування 3600 планетезималей, розміром з Цереру, в навколозвїзному диску за орбітою Сатурна, то ймовірності захоплення тіла, розміром з Цереру, в Головний пояс, складають 15, 34 і 51 відсотків для внутрішньої, середньої і зовнішньої частин поясу, відповідно.

Сам процес міграції та захоплення Церери в Головний пояс проходив у кілька етапів. Спочатку йшла фаза швидкого перемішування планетезималей у зовнішньому протопланетному диску за рахунок процесів розсіювання. Потім кандидат у Цереру потрапляв у резонанс середнього руху з планетами-гігантами, після чого міг зіткнутися з іншими мігруючими об'єктами, які були здатні збільшити або зменшити ексцентриситет його орбіти і викинути його у відносно стабільні області внутрішнього поясу астероїдів. На параметри орбіти кандидата в Цереру також могло впливати тертя з боку газу в диску. На фінальному етапі газ розсіювався з протопланетного диска, а інші зовнішні об'єкти видалялися, залишаючи Цереру на стабільній орбіті в Головному поясі.

Про те, які таємниці приховані під поверхнею Церери і як вчені їх розгадували можна дізнатися з матеріалу «Мертве море в поясі астероїдів».

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND