Планетезималь

(486958) Аррокот — первая нетронутая планетезималь, которую посетил космический корабль (Новые горизонты)

Планетезима́ль — объект, образованный из пыли, камня и других материалов, возникающий на последней стадии формирования планеты из протопланетного вещества. Небольшое небесное тело, имеющее размер от нескольких метров до сотен километров. Зародыш планеты, начало протопланеты.

Описание

Планетезимали в общих чертах определяются как твердые объекты, возникающие во время скопления планет, внутренняя сила которых определяется собственной гравитацией и на орбитальную динамику которых существенно не влияет сопротивление газа. Это соответствует объектам размером более 1 км в солнечной туманности. Описание сохраняется для объектов размером до 100—1000 км или около того, когда доминантные зародыши или протопланеты начинают ускоренный рост в сторону потенциальных планет.

Остаточные диски обнаружены в HD 141943 и HD 191089

В соответствии с гипотезой планетезималей В. С. Сафронова, в процессе формирования планетной системы возникает протопланетный диск, содержащий материалы из туманности, которые постепенно сжимаются под воздействием гравитационных сил, образуя мелкие фрагменты. Эти фрагменты объединяются, постепенно увеличиваясь в размере, пока не образуют планетезимали. В результате столкновений некоторые объекты распадаются, но другие продолжают расти. Одни из этих планетезималей впоследствии могут становиться планетами и их спутниками. Важно отметить, что несмотря на то, что газовые гиганты представляют собой газовые шары с жидким ядром, их формирование вполне возможно из астероидоподобных объектов. Ядра этих газовых планет, вероятно, сформировались из материала планетезималей, который расплавился под воздействием достаточного тепла.

Теории

Первой теорией планетезималей стала «Гипотеза планетезималей Чемберлина-Моултона» — катастрофическая гипотеза, предложенная Томасом Чемберлином и Форестом Молтоном в 1905 году, согласно которой планеты Солнечной системы возникли в результате встречи Солнца и другой звезды.

Позднее Виктор Сергеевич Сафронов предложил свою теорию, которая получила широкое распространение. В монографии «Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет», опубликованной в 1969 году, он предлагает объяснение теории, описанное ранее (см. выше).

Важно отметить, что никакая из вышеперечисленных теорий не является общепринятой, поэтому о планетезималях продолжаются вестись споры.

В космогонии

Считается, что кометы и углистые хондриты сохранили в своём составе частицы протопланетного облака и газово-пылевого аккреционного диска. Это означает, что кометы фактически являются реликтами формирования планет — планетезималями, поэтому изучение комет существенно способствует развитию космогонических моделей.

Внешняя поверхность планетезималей подвергалась бомбардировке солнечной радиацией, которая могла изменить их химический состав в течение миллиардов лет. Однако внутри находится материал, который оставался нетронутым с момента создания объекта. Используя этот материал, астрономы надеются узнать о состоянии туманностей, из которых сформировалась Солнечная система.

Примеры

Изучение различных тел Солнечной системы приносит гипотезы о происхождении этих тел. Так, при исследовании отломавшегося фрагмента 4 (Веста) учёные смогли изучить некоторые детали Весты. Они пришли к выводу, что астероид существенно сохранился с момента формирования планет, другими словами — астероид ранее был планетезималью.

(90) Антиопа — ещё один пример астероида, о происхождении которого строятся гипотезы. Изучение частей, отломившихся от объекта, способствует развитию космогонических теорий.

Широкое обозрение получила новость о том, что (21) Лютеция является планетезималью. «Розетта», пролетев мимо астероида 10 июля 2010 года на расстоянии 3170 километров, «показал» учёным, что части поверхности малой планеты имеют возраст около 3,6 млрд лет. Таким образом, Лютеция является планетезималью.

Кроме того, существуют догадки, что Облако Оорта почти полностью состоит из планетезималей Уран-Нептун-транснептуновой зоны (англ. Uranus–Neptune–trans-Neptunian zone), которым приходится пройти через рассеянный диск, чтобы достичь облака.

Считается, что Фобос и Деймос — планетезимали, которые были захвачены гравитацией Марса и стали спутниками. Наконец, многие спутники Юпитера также рассматриваются как планетезимали.

Этимология слова

Термин пришёл в русский язык как калька от английского planetesimal. Так, в английском языке слово образовалось из двух других — planet — планета и infinitesimal — бесконечно малая величина. Впервые понятие на английском языке было использовано в 1903 году.

См. также

• Аккреционный диск
• Протопланета
• Мезопланета

Литература

• Perryman M. The Exoplanet Handbook (англ.). — Cambridge University Press, 2011. — 424 p.
• Marchis F., Enriquez J. E., Emery J.P., Berthier J., Descamps P., Vachier F. The Origin of (90) Antiope From Component-Resolved Near-Infrared Spectroscopy (англ.) // Icarus. — Elsevier, 2011. — Т. 213, вып. 1. — С. 252—264. — doi:10.1016/j.icarus.2011.02.011.
• Morbidelli A. Origin and Dynamical Evolution of Comets and their Reservoirs (англ.) // Lectures on comets dynamics and outer solar system formation. — 2005. — С. 86. — doi:10.48550/arXiv.astro-ph/0512256.
• Safronov V. S. Evolution of the protoplanetary cloud and formation of the earth and planets (англ.). — Israel Program for Scientific Translations, 1972. — 191 p.

Примечания