Метеорные потоки рождаются, когда разрушаются кометы. Недавно ученые изучили их и узнали, в каких частях Солнечной системы формировались породившие их тела.
Процесс разрушения комет
Международная команда из 45 исследователей, изучающих метеоритные дожди, обнаружила, что не все кометы разрушаются одинаково, когда приближаются к Солнцу. В статье, опубликованной в журнале Icarus, они объясняют отличия условиями в протопланетном диске, где кометы формировались 4,5 млрд лет назад.
«Метеороиды, которые мы видим в ночном небе как метеоры, имеют размер небольших камешков, — сказал ведущий автор статьи, метеорный астроном Института SETI и NASA Ames Питер Дженнискенс. — Они, по сути, такого же размера, как и камни, распадавшиеся на кометы при формировании нашей Солнечной системы».
Когда формировалась Солнечная система, крохотные частицы в диске вокруг молодого Солнца постепенно увеличивались, пока не стали размером с маленькую гальку.
Сегодня, когда кометы приближаются к Солнцу, они распадаются на меньшие кусочки, называемые метеороидами. Эти метеороиды некоторое время находятся на общей орбите с кометой и впоследствии могут создавать метеоритные дожди, когда попадают в атмосферу Земли.
«Мы предположили, что кометы измельчаются до размеров камешков, из которых они состоят, — продолжил Дженнискенс. — В таком случае распределение по размерам и физико-химическим свойствам молодых метеорных потоков все еще содержат информацию об условиях в протопланетном диске во время этого коллапса».
Изучение метеорных потоков
Дженнискенс и его команда профессиональных астрономов и любителей используют специальные видеокамеры с низким уровнем освещенности в сетях по всему миру для отслеживания метеоров в рамках проекта под названием CAMS, или камеры для наблюдения за метеоритами, который финансируется NASA.
«Эти камеры измеряют траектории метеороидов, их высоту, когда они впервые загораются, и то, как они замедляются в атмосфере Земли, — рассказал Дженнискенс. — Специализированные камеры измерили состав некоторых из этих метеороидов».
Команда изучила 47 молодых метеорных потоков. Большинство из них — это крохи двух типов комет: комет семейства Юпитера из рассеянного диска пояса Койпера за Нептуном и долгопериодических комет из Облака Оорта, окружающего нашу Солнечную систему. Долгопериодические кометы двигаются гораздо более широкими орбитами, чем кометы семейства Юпитера, и гораздо слабее удерживаются солнечной гравитацией.
Два типа комет
«Мы обнаружили, что долгопериодические кометы (Облака Оорта) часто уменьшаются до размеров, указывающих на мягкие условия аккреции, — сказал Дженнискенс. — Их метеороиды имеют низкую плотность. Потоки метеороидов содержат достаточно постоянные 4% типа твердых метеороидов, которые были нагреты в прошлом, а сейчас лишь ярче светятся глубже в атмосфере Земли и обычно бедны элементом натрия».
Кроме того, кометы семейства Юпитера распадаются на более мелкие, более плотные метеороиды. Они также имеют в среднем более 8% жестких материалов и демонстрируют большее разнообразие в их составе.
«Мы пришли к выводу, что эти кометы семейства Юпитера состоят из камешков, достигших того момента, когда фрагментация стала важной в эволюции их размеров, — сказал ученый-планетолог NASA Ames и соавтор Пол Эстрада. — Более высокие примеси нагретых в прошлом материалов ожидаются ближе к Солнцу».
Примитивные астероиды сформировались еще ближе к Солнцу, хотя все еще вне орбиты Юпитера. Эти астероиды продуцируют метеорные потоки с еще меньшими частицами, что свидетельствует о том, что их каменные строительные блоки подверглись еще более агрессивной фрагментации.
Как и где формировались первые кометы?
«Хотя в обеих группах есть исключения, это означает, что большинство долгопериодических комет формировались в более мягких условиях роста частиц, возможно, вблизи края транснептунового диска на расстоянии 30 а.е., — рассказал Эстрада. — Большинство комет семьи Юпитера образовались ближе к Солнцу, где камни достигали или проходили барьер фрагментации, тогда как примитивные астероиды сформировались в том же регионе, где и ядра планет-гигантов».
Как это возможно? Пока планеты-гиганты росли, Нептун двигался наружу и рассеивал кометы и астероиды с оставшегося протопланетного диска. Это движение наружу, вероятно, создало рассеянный диск пояса Койпера и Облако Оорта. Это позволило бы предположить, что долгопериодические кометы и кометы семейства Юпитера обладают одинаковыми свойствами, но команда обнаружила обратное.
«Вполне возможно, что звезды и молекулярные облака в регионе рождения Солнца рано возмущали широкие орбиты комет Облака Оорта, и долгопериодические кометы, которые мы видим сегодня, были разбросаны на такие орбиты только в то время, когда Солнце вышло из этого региона, — сказал Дженнискенс. — В отличие от них, кометы семейства Юпитера всегда находились на более коротких орбитах и отбирали образцы всех объектов, рассеянных Нептуном на своем пути».
По материалам phys.org
