المريخ كوكب صغير. في الواقع ، بالنسبة للعلماء الذين يقومون بنمذجة النظام الشمسي ، فإن الكوكب هو جدا صغير. "كل من يقوم بعمل محاكاة لكيفية تكوينك لكواكب أرضية ينتهي دائمًا بمريخ أكبر من 5 إلى 10 مرات مما هو عليه في الحياة الواقعية." تعمل Minton جنبًا إلى جنب مع الزميل د. Hal Levison لإنشاء محاكاة جديدة تشرح الحجم الصغير للمريخ من خلال تضمين تأثير ما يُعرف بالهجرة المدفوعة بالكوكب ، بالإضافة إلى أن الأشياء الصغيرة التي يطلق عليها Minton "Marstinis" يمكن أن تحرك أو تهز لأفكارنا حول النظام الشمسي المبكر والقصف الثقيل المتأخر.
يتفق علماء الكواكب على أن الكواكب الأرضية تشكلت بسرعة كبيرة في غضون 50-100 مليون سنة من تاريخ النظام الشمسي وتشكل قمرنا من تأثير بين جسم بحجم المريخ والأرض الأولية في وقت ما خلال تلك الفترة. في وقت لاحق كان القصف الثقيل المتأخر ، الفترة الزمنية التي تشكل فيها عدد كبير من الحفر الصخرية على القمر خلال فترة زمنية لا تتجاوز سبعين مليون سنة - ومن خلال الاستدلال على الأرض ، عطارد ، الزهرة ، والمريخ من المحتمل أن تكون قد تعرضت للضرب أيضًا.
معظم نظريات تكوين الكواكب لا يمكن أن تفسر هذه الفترة من القصف المكثف في وقت متأخر جدًا من تاريخ النظام الشمسي ، لكن ليفيسون كان جزءًا من فريق اقترح في عام 2005 نموذجًا لطيفًا ، والذي اقترح كيف تم إطلاق القصف الثقيل المتأخر عندما الكواكب العملاقة - التي تشكلت في تكوين أكثر إحكاما - هاجرت بسرعة بعيدا عن بعضها البعض (وزادت فواصلها المدارية) ، وزعزع استقرار قرص صغير من "الكواكب الصغيرة" التي تقع خارج مدارات الكواكب ، مما تسبب في تسليم ضخم مفاجئ لهذه الكواكب - الكويكبات والمذنبات - إلى النظام الشمسي الداخلي.
ولكن ، وفقًا للنموذج ، من المحتمل أن تسبب الكائنات الكوكبية أيضًا هجرة الكواكب أيضًا. تشكلت الكواكب من قرص عملاق من الغاز والغبار والحطام الصخري والجليد المحيط ببداية الشمس. اندمجت الحطام لتشكيل كائنات أكبر حجمًا على كوكب الأرض ، وتبين المحاكاة أن جسمًا أكبر بحجم كوكب مضمن في قرص من أجسام أصغر سوف يهاجر نتيجة الزخم الزاوي والحفاظ على الطاقة بينما تنتشر الكواكب الكواكب الصغيرة التي تصادفها.
وقال مينتون لمجلة الفضاء "الاضطرابات الناجمة عن أجسام صخرية أو جليدية صغيرة تحيط بجسم أكبر يمكن أن تتسبب في" تحريك "الجسم الأكبر على طول القرص. "في كل مرة تواجه هذه الكائنات الصغيرة الكائنة الجسم الأكبر ، فإنها في الواقع تسبب دفعة صغيرة في موقع الجسم الأكبر. اتضح إذا كنت تعمل الرياضيات ، إذا كان هناك أي اختلال طفيف في عدد الأشياء التي تصادف على جانب الشمس مقابل مواجهة على الجانب المعاكس للشمس ، يمكنك في الواقع أن تتسبب في حركة صافية للجسم الكبير ، و يحدث هذا بسرعة كبيرة. "
قام مينتون وليفيسون بتطبيق نفس الفيزياء للهجرة المدفوعة بالكواكب لتكوين الكواكب الأرضية.
قال مينتون: "في حالة كوكب المريخ ، تخيلوا هذه الأجنة الكوكبية الواقعة في منطقة الأرض والزهرة". "ثم لديك جنين صغير ينمو ليصبح بحجم المريخ ، وسوف يبدأ في الهجرة بسبب الهجرة المدفوعة بالكوكب ، ويبتعد عن الآخرين. لذا فقد تركت العبوة ، وبينما تتحرك عبر القرص ، يتم تقطعت بها السبل بعيدًا عن المكان الذي تجري فيه كل الأحداث. "
لذلك توقف نمو المريخ بحجمه الحالي لأنه هاجر بعيدًا عن مواد بناء الكوكب.
قال مينتون إن محاكاة عملهم لهذا العمل جيدة حقًا.
وقال "لقد قمنا بالكثير من الرياضيات والهجرة سريعة جدًا ، ويمكن للمريخ أن يهاجر عبر القرص قبل أن يتشكل أي كوكب آخر بحجم المريخ. في نظام شمسي مبكر حيث يكون لديك كوكب المريخ عالقًا على حافة القرص عند 1.5 AU ، وهو المكان الذي يوجد فيه الآن وجميع الإجراءات الأخرى الجارية في منطقة الأرض-الزهرة ، ثم تمكنت الأرض والزهرة من تنمو إلى الحجم الذي هم عليه الآن ، حيث يكونون تقريبًا بنفس الحجم والكتلة والمريخ عالق بمفرده ".
ومع كوكب المريخ ، هناك تطور في Marstinis ، والذي يمكن أن يقدم تفسيرًا بديلًا للقصف الشديد المتأخر.
كان من الممكن أن يلتقط المريخ المهاجر كوكبًا صغيرًا في رنينه ، حيث يمارس جسمان مداريان أو أكثر تأثيرًا جاذبيًا على بعضهم البعض.
قال مينتون: "ليس من الواضح على الإطلاق سبب ذلك ، ولكن يُعتقد أن الشيء نفسه حدث في النظام الشمسي الخارجي وهو ما أعطى بلوتو مداره. نعتقد أن بلوتو تم التقاطه بالفعل في صدى 3: 2 مع نبتون عندما هاجر نبتون ، ولهذا السبب يعيش بلوتو و "بلوتينو" الآخرون في هذه الرنين مع نبتون. "
ال Plutinos هي أجسام حزام كويبر أخرى بالقرب من بلوتو. ويعني هذا الرنين أن بلوتو وبلوتينوس يدوران حول الشمس ثلاث مرات مقابل كل مرتين يفعل نبتون. هناك أيضًا اثنان من تينوس ، تم القبض عليهما في صدى بنسبة 1: 2 مع نبتون - ويوجدان نحو الحافة الخارجية لحزام كويبر. تظهر المحاكاة الجديدة أن خطوط الرنين هذه تشبه إلى حد كبير صراع الثلج ، وعندما هاجر نبتون ، التقط كل هذه الأجسام الجليدية الصغيرة ، بلوتو وبلوتينو.
وقد يحدث هذا أيضًا للمريخ ، وبينما كان المريخ يهاجر عبر القرص ، كان بإمكانه أيضًا التقاط أشياء صغيرة.
قال مينتون مبتسماً: "لقد قررت استدعاء هؤلاء Marstinis ، للحفاظ على موضوع Plutino و Two-tino". "لا أعرف ما إذا كان ذلك سيبقى أم لا."
قال مينتون أن الشيء المثير للاهتمام حول Marstinis هو أن الرنين 3: 2 مع المريخ هو في الواقع منطقة غير مستقرة للغاية.
قال: "هناك بالفعل صدى هناك مع زحل لم يكن موجودًا إلا في وقت القصف الشديد المتأخر ، لذلك قبل ذلك ، كان زحل - في اعتقادنا - في وضع مختلف ، لذلك كان هذا الرنين في وضع مختلف . لذلك فقط بعد هجرة الكواكب العملاقة إلى موقعها الحالي أصبح موقع الرنين هذا غير مستقر. لذا نعتقد أن هؤلاء المارستينيين كانوا سيكونون مستقرين وفي تلك الفترة الانتقالية بين نهاية تكوين الكوكب والقصف العنيف المتأخر ، فجأة أصبحت هذه المنطقة غير مستقرة عندما حولت الكواكب مواقعها إلى مواقعها الحالية ".
فهل يمكن أن يكون المارستينيون مسؤولين عن القصف العنيف المتأخر؟
قال مينتون: "تم طرد هؤلاء مارستيني من الكواكب لتشكل مناطق إلى حزام الكويكبات ، ثم فجأة هاجرت الكواكب وأصبحت هذه المنطقة بأكملها غير مستقرة ، وبالتالي كان بإمكانهم جميعًا الذهاب إلى النظام الشمسي الداخلي و في نهاية المطاف ضرب القمر ".
هناك زوجان من الحجج الأخرى ، أيضًا حيث يتناسب مارستيني مع الملف الشخصي لما أصاب القمر خلال القصف الثقيل المتأخر.
قال مينتون: "لدينا أسباب للاعتقاد بأن الأجسام التي أصابت القمر أثناء القصف الثقيل المتأخر كانت نوعًا ما مثل الكويكبات ولكنها ليست بالضبط مثل الكويكبات الموجودة لدينا الآن". "لذا ، هناك بعض الحجج الكيميائية التي يمكنك تقديمها ، كما يمكنك تقديم بعض الحجج من احتمالات التأثير التي قد لا تكون كتلة كافية في حزام الكويكبات لتزويد جميع الكويكبات والتأثيرات التي نراها على القمر."
ولكن هناك قضايا أخرى معلقة مثل المدة التي استمر فيها القصف الثقيل المتأخر ، عندما بدأ ، كانت المذنبات مهمة في تاريخ قصف القمر أم أنها كلها كويكبات؟ وقال مينتون إن المزيد من استكشاف القمر سيجيب على العديد من هذه الأسئلة.
"هذه كلها أشياء نحتاجها حقًا للذهاب إلى القمر لاكتشافها ولا يوجد أي مكان آخر تقريبًا يمكنك القيام به. إنها حقًا واحدة من أفضل الأماكن للذهاب لفهم كل تاريخ النظام الشمسي.
سيقدم مينتون نتائجه في مؤتمر علوم القمر والكواكب القادم في مارس 2011.
يمكنك الاستماع إلى مقابلة أجريتها مع Minton حول الترحيل المدفوع بالكواكب لبودكاست معهد ناسا للعلوم القمرية (متوفر أيضًا على 365 يومًا من علم الفلك).
