Трудно представить себе мир без пыли. Она везде, даже в космосе. Ее нет лишь в непосредственной близости от Солнца, поскольку в области высоких температур она не может существовать. Пыль – один из важнейших компонентов среды, которая существенно влияет на ее динамику и свойства. В планетологии же микроразмерные и нанокомпоненты являются основными элементами структуры космических тел. Из нее образованы, по крайней мере, планеты земной группы. Только в последнее время в Солнечной системе пыли и мелких тел становится только больше. В чем же причина?
Астероидные бомбардировки
Более ста лет назад зародилась гипотеза, что Земля расширяется, или растет, как удобнее. А происходит это, по одному из мнений, из-за того, что наша планета каждый год поглощает примерно 40 000 тонн космической пыли и метеоритов. Измеренная учеными скорость сжатия Земли доказывает, что в этом причины быть не может. Процессы расширения и сжатия абсолютно соизмеримы.
На Луне же, например, за последние 4 миллиарда лет скопился всего 10-метровый слой реголита. Только состоит он не из пыли, а в основном из обломочного материала. Интересно другое: когда речь заходит о космической пыли, то при этом временные рамки ограничиваются четырьмя миллиардами лет (возраст Солнечной системы – 4,5 миллиарда лет).
Просто именно столько лет назад интенсивность бомбардировки астероидами стала постоянной. Это ученые определили по содержанию в породах разного возраста космической пыли, по возрасту астероидных кратеров на Земле и плотности кратеров на Луне. На заре же Солнечной системы такая бомбардировка была более интенсивной.
Космическая эрозия
Как только Земля стала полноценной планетой, на нее продолжали сыпаться осколки планетоидов, расколовшихся при столкновении, оставшихся с предыдущих этапов образования протозвезд. Позже к ним примкнули и те осколки лун, не нашедших себе места на орбитах планет. Дождь из обломков спутников – это не из ряда вон выходящее событие.
Но частота импактных событий в первые пятьсот лет в Солнечной системе снизилась из-за того, что астероиды расходовались, а запас их не пополнялся. Почему темп выпадения перестал снижаться 4 миллиарда лет назад? Вероятно потому, что в системе эта убыль стала восполняться за счет появления новых метеоритов и пыли.
Этому способствуют некоторые процессы. В первую очередь космическая эрозия. Когда микрометеорит сталкивается с поверхностью безатмосферного тела на космической скорости, он испаряется, оставляя после себя микрократер. Молекулы камня начинают испаряться уже под воздействием излучения.
Пар, состоящий из железа и кремния, остывает и собирается, словно водяной пар в снежинки, в пыль. На крупном теле (больше 400-500 километров в диаметре) она оседает на поверхности. Если же тело мелкое, то производство пыли увеличивается. Из одной космической пылинки может образоваться до тысячи новых.
Пятое кольцо
Если в астероид врежется метеорит, тысячи обломков отправятся в самостоятельный полет. Летя через космические просторы, они столкнутся с другими астероидами, образуя еще больше пыли и обломков. Естественно, они падают и на планеты, и на спутники, которые от этого только растут, чего нельзя сказать о всякой мелочи – она теряет массу и разрушается.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
Основным же источником пополнения в Солнечной системе запасов пыли и мусора служит пятое кольцо Главного Пояса Астероидов. Идентифицировать ту пыль, что попадает на Землю, нельзя. Но ни один из павших на нашу планету метеоритов, судя по анализу, не является ни фрагментом Марса, ни фрагментом Луны. Показатель соотношения изотопов кислорода О16 и О17, говорят о том, что они именно из пятого кольца.
Но если космическая эрозия – это саморазгоняющийся процесс, камни и пылинки размножаются в пропорции 1 к 100, то по логике пояс должен просто взорваться. Но этого не происходит, потому что пыли там столько же, сколько вокруг Земли, и это доказали пролетавшие мимо него космические зонды. Скорость эрозии не увеличивается, а пыль не накапливается.
Скорость и разрушение
Очень важен процесс торможения мелких осколков и пыли солнечным ветром. Маленькие астероиды могут жить рядом с Землей не больше нескольких десятков миллионов лет. Их конечная точка – Солнце. Мусор, нарабатываемый эрозией миллионами лет, спускается из Пояса Астероидов на более низкие орбиты до того момента, пока Солнце не поглотит его.
Двигаясь в вакууме, частица пыли в первую очередь взаимодействует с квантами солнечного излучения. Воздействие на нее сил гравитационных в этом случае второстепенно. В туманностях все наоборот. Там частицы под воздействием гравитации постоянно взаимодействуют друг с другом, обмениваясь импульсами. В результате последние усредняются и упорядочиваются орбиты. Движущиеся рядом пылинки будут иметь относительную скорость приблизительно равную нулю. Если при таком движении произойдет столкновение, то оно не будет разрушительным, произойдет слияние частиц или планетезималей.
Разрушительный этап начинается тогда, когда образовавшиеся планетоиды, сливаясь, начинают друг друга ускорять. Орбиты, по которым движутся разлетающиеся осколки, уже не упорядочены. Новые столкновения происходят уже на более высокой скорости, но протопланета уже все собрала. Так в условиях повышенной плотности пыли и газа крупные тела собираются из мелких, формируя звездные системы. Только конкретно в Солнечной системе планетезимали появились раньше, еще на конечном этапе коллапса газопылевой туманности.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также:
