Юпитер разбил множество астероидов и превратил Марс в карлика

Планета-гигант устроила на орбите молодого Марса настоящий космический бильярд и в конечном счёте сделала его малопригодным для сложной жизни.

Астрономы из США предложили объяснение аномально малому размеру Марса. Красная планета должна была быть массивнее Земли и пригоднее нашей планеты для жизни, но на практике из-за малой массы Марс не может поддерживать сложную жизнь на поверхности. Соответствующая статья направлена на публикацию в The Astrophysical Journal, а с её текстом можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

Авторы работы провели серию моделирований процессов возникновения планет между орбитой Марса и орбитой Юпитера в ранней Солнечной системе. В одном наборе моделей учитывалось действие гравитации Юпитера на этот процесс, а во втором — нет. В первом случае Марс получался очень массивным — в 1,5–2 раза больше, чем Земля. На месте современного пояса астероидов также возникали тела до нескольких тысяч километров диаметром. Во втором же варианте масса Красной планеты была от нескольких до десятков раз меньше, чем у Земли, а в поясе астероидов вообще не возникали тела крупнее сотен километров (больше типичных астероидов).

Причиной этого было ускорение планетезималей под действием гравитации Юпитера. Гигантская планета работала как "мотор", разгоняющий "карусель" из планетезималей на орбите Марса и пояса астероидов. Ускоренные выше планетезимали — тела астероидных размеров, из которых образуются планеты — при столкновении имели слишком большую кинетическую энергию. Поэтому, вместо того чтобы слипаться, образуя планеты, они разлетались крупными осколками, формируя много астероидов вместо небольшого количества протопланетных тел.

Материалы по теме:

Юпитер дважды серьёзно возмутил пояс астероидов

"Переезды" Юпитера лишили Ганимед поверхностных жидких океанов

Солнце заподозрили в уничтожении суперземли

Процесс имел негативные последствия для потенциальной обитаемости Марса. Сегодня эта планета в десять раз легче Земли. Её атмосфера и вода уступают земным по массе в сотни раз, поэтому там довольно холодно (слабый парниковый эффект) и почти нет жидкой воды на поверхности. Если бы Марс формировался без влияния Юпитера, то был бы в 15–20 раз массивнее и имел бы даже больше воды и лёгких газов, чем Земля. При мощном парниковом эффекте на этой планете могло быть намного теплее, что создало бы благоприятные условия и для поверхностной жизни.

Новая гипотеза о причинах "карликовости" Марса со значительной долей вероятности будет отвергнута большей частью астрономов. Дело в существовании альтернативной теории, объясняющей малую массу Красной планеты, — так называемого великого лавирования. По ней Юпитер в молодости мигрировал к Солнцу, а затем обратно. На пути он дважды поглощал большое количество материи на орбитах формирующегося Марса и пояса астероидов. Это обеднило данные регионы Солнечной системы "строительным" материалом и не дало образоваться там планетам нормальной массы.

"Великое лавирование" хорошо объясняет факт отсутствия атмосфер на спутниках Юпитера. В отличие от Титана они лишены газовых оболочек, хотя по расчётам должны их иметь. Но если ранняя миграция к звезде газового гиганта действительно была, то лучи Солнца должны были лишить Ганимед и Европу заметных атмосфер, даже несмотря на их существенную гравитацию. Новая гипотеза проблемы спутников Юпитера не объясняет и этим уступает "великому лавированию".