Zdá se, že všechny prapůvodní asteroidy, které nikdy neutrpěly masivní srážky, jsou větší než 100 km. Proč?

Planetární systémy se formují ze zbytků plynu a prachu prvotní hvězdy. Materiál se zhroutí do a protoplanetární disk kolem mladé hvězdy a shluky, které se tvoří v disku, se nakonec stanou planetami, asteroidy nebo jinými tělesy. Přestože rozumíme velkému obrazu formování planet, musíme ještě plně porozumět detailům. To proto, že detaily jsou složité.

Vezměte si například záhadu asteroidů a srážek. Člověk by si myslel, že planety a asteroidy vznikaly postupně. Malé shluky se srážejí s ostatními, aby vytvořily větší shluky. Jak se objekt zvětšuje, je pravděpodobnější, že bude přitahovat jiná tělesa, a tudíž bude pravděpodobnější, že dojde ke srážkám. Ale jak ukazuje nedávná studie, není to vždy případ asteroidů.

Jak turbulence hraje roli při vzniku asteroidů. Kredit: MPIA/MPIA, Judith Neidel

Mnoho asteroidů může být seskupené do rodin, tzv. proto, že jsou si svým chemickým složením podobné. Předpokládá se, že menší členové rodiny pravděpodobně vznikli, když se mateřský asteroid srazil s jiným velkým asteroidem. Z tohoto důvodu si můžete vytvořit rodokmen asteroidů, vytvořený srážkami v rané sluneční soustavě. Ale když tým v roce 2017 zmapoval rodokmen, našel 17 asteroidů bez rodiny. Zdá se, že tyto asteroidy nikdy nezažily velkou srážku. To je zajímavé, protože to znamená, že jsou stále v prvotním stavu, ve kterém se zformovaly.

Zajímavější je, že tyto prvotní asteroidy mívají podobnou velikost. Sladký bod se zdá být asi 100 kilometrů v průměru. Prvotní asteroidy mají mnohem větší pravděpodobnost, že budou této velikosti, spíše než menší nebo větší. Pokud by asteroidy v rané Sluneční soustavě rostly postupně, očekávali byste, že najdete různé velikosti. Proč jsou tedy všechny téměř stejně velké?

Zdá se, že odpovědí jsou turbulence. Turbulence pravděpodobně znáte jako chaotický pohyb vzduchu, který může způsobit, že let letadlem bude trochu drsný, ale turbulence je také víření kouře ze svíčky nebo vlnění vody proudící přes kameny. V rané sluneční soustavě měly tyto turbulentní víry tendenci zachycovat prach a suť do malé oblasti, což dávalo materiálu čas ke kolapsu vlivem gravitace. Výzkum týmu ukazuje, že konzistentní velikost prvotních asteroidů může vysvětlit spíše turbulentní formace než jednoduché srážky. Rané asteroidy se tedy tvořily rychle a připravily půdu pro vznik větších planetárních těles.

Pokud je tento model správný, mohlo by to pomoci vysvětlit, proč některé asteroidy připomínají spíše shluky štěrku než pevné těleso. Mohlo by to také vysvětlit, proč byly rané srážky mezi asteroidy tak časté.

Odkaz:Klahr, Hubert a Andreas Schreiber. ' Turbulence nastavuje měřítko délky pro planetesimální formaci: Místní 2D simulace nestability proudění a planetesimální formace .'The Astrophysical Journal901,1 (2020): 54.