Ученые выяснили, что кометы разрушаются различным образом при приближении к Солнцу. По их мнению, это связано с условиями формирования комет в протопланетном диске 4,5 миллиарда лет назад.
Метеороиды, которые мы наблюдаем в виде метеоров в ночном небе, имеют размеры небольших камешков. Они имеют приблизительно те же размеры, что и те частицы, из которых формировались кометы в ранние периоды существования Солнечной системы.
В процессе создания Солнечной системы, микроскопические частицы в диске вокруг молодого Солнца постепенно увеличивались в размерах, пока не становились небольшими галечками. Когда эти галечки достигали определенного размера и переставали двигаться вместе с газом, они разрушались в результате столкновений с другими объектами, не успевая стать крупнее.
Кометы и первые астероиды образовались, когда облака гальки локально сжимались и формировали тела размером километр и более.
Когда кометы сегодня приближаются к Солнцу, они рассыпаются на мелкие фрагменты, называемые метеороидами. Эти метеороиды некоторое время остаются на орбите комет, а затем могут вызывать метеорные дожди, попадая в атмосферу Земли.
Ученые предполагают, что кометы разрушаются до размеров исходной гальки, из которой они состоят. Таким образом, размерное распределение, а также физические и химические свойства молодых метеороидных потоков все еще содержат информацию об условиях в протопланетном диске во время их формирования.
Наблюдения за метеорами проводятся командой профессиональных и любителей астрономов по всему миру, использующих специальные видеокамеры в проекте NASA под названием CAMS — «Камеры для наблюдения за метеорами на всем небе».
Эти камеры регистрируют траектории метеороидов, фиксируют высоту, на которой они загораются, и замедление в атмосфере Земли. Некоторые специализированные камеры даже определяют состав метеороидов.
Исследователи изучили 47 молодых метеорных потоков. Большинство из них — это фрагменты двух типов комет: семейства Юпитера из рассеянного диска пояса Койпера за Нептуном и долгопериодических комет из Облака Оорта, окружающего Солнечную систему. Долгопериодические кометы имеют значительно более вытянутые орбиты, чем кометы семейства Юпитера, и менее устойчивы к влиянию гравитации Солнца.
В рамках проекта было установлено, что кометы из Облака Оорта часто разрушаются до размеров, позволяющих предположить мягкие условия аккреции. Метеороиды из этих комет имеют низкую плотность. Метеорные потоки содержат стабильно около 4% твёрдых метеороидов, которые подвергались нагреву в прошлом, но теперь испускают более яркое свечение в глубинах атмосферы Земли и обычно содержат мало натрия.
С другой стороны, кометы семейства Юпитера распадаются на более мелкие и плотные метеороиды. Они имеют более высокую долю твердых материалов около 8% и демонстрируют большее разнообразие в составе.
Исследователи пришли к выводу, что кометы семейства Юпитера сделаны из гальки, которая достигла стадии фрагментации в ходе своей эволюции. Более высокий уровень примеси материалов, подвергавшихся нагреву ранее, характерен для областей ближе к Солнцу.
Примитивные астероиды формировались еще ближе к солнцу, но всё равно за пределами орбиты Юпитера. Эти астероиды производят метеорные потоки с еще более мелкими частицами, что свидетельствует о еще более интенсивной фрагментации их исходных каменных блоков.
Хотя в обеих группах имеются исключения, предполагается, что большинство долгопериодических комет формировались в более мягких условиях роста частиц, возможно, на рубеже 30 а.е. ближе к транснептуновому диску. Кометы семейства Юпитера, наоборот, формировались ближе к Солнцу, где галька достигала или превышала барьер фрагментации, в то время как примитивные астероиды формировались в областях сформировавшихся ядер гигантских планет.
По мере роста гигантских планет, Нептун двигался вовне, рассеивая кометы и астероиды из оставшегося протопланетного диска. Это движение могло создать как рассеянный диск пояса Койпера, так и Облако Оорта, что объясняет сходство их свойств, но ученые обнаружили различия.
Возможно, что молекулярные облака в области рождения Солнца нарушали широкие орбиты комет из Облака Оорта, и те долгопериодические кометы, которые мы наблюдаем сегодня, были вынуждены на такие орбиты только после того, как Солнце покинуло эту область. В отличие от этого, кометы семейства Юпитера всегда находились на более коротких орбитах и захватывали все объекты, рассеянные Нептуном на их пути.
Источник: iXBT
