Pentru a-şi face o idee despre cum s-ar fi putut forma sistemul solar, oamenii de ştiinţă se uită de multe ori la asteroizi. Aceste relicve din rocă şi praf reprezintă ceea ce planetele actuale ar fi putut fi înainte de a se diferenţia în corpuri cu nucleu, manta şi scoarţă.
În anii '80 ai secolului trecut, imaginea oamenilor de ştiinţă asupra asteroizilor sistemului solar era, în mod esenţial, statică: asteroizii care s-au format în apropierea Soarelui au rămas în apropierea acestuia; cei care s-au format mai departe au rămas la periferie. Dar în ultimul deceniu astronomii au descoperit asteroizi cu o compoziţie neaşteptată în raport cu localizarea lor în spaţiu: cei care păreau să se fi format într-un mediu mai fierbinte au fost găsiţi mai departe în sistemul solar şi vice-versa. Oamenii de ştiinţă au considerat aceste obiecte ca fiind o excepţie - asteroizi "hoinari".
Dar acum, o nouă hartă dezvoltată de cercetătorii de la MIT şi de la Observatorul din Paris înregistrează mărimea, compoziţia şi poziţia a mai mult de 100.000 de asteroizi în întreg cuprinsul sistemului solar şi arată că asteroizii hoinari sunt de fapt mult mai comuni decât de credea anterior. În mod deosebit în principalul inel de asteroizi al sistemului solar - între Marte şi Jupiter - cercetătorii au găsit un amestec de asteroizi de o mare diversitate compoziţională.
Noua hartă a asteroizilor sugerează că sistemul solar timpuriu a suferit schimbări dramatice înainte ca planetele să ocupe orbitele actuale. De exemplu, Jupiter este posibil să fi fost în derivă, mai aproape de Soare, trăgând după el un grup de asteroizi care s-au format iniţial în marginile mai reci ale sistemului solar, înainte de a reveni în poziţia prezentă. În migraţia lui, Jupiter poate să fi ciocnit mai mulţi asteroizi apropiaţi pe care i-a împrăştiat către exterior.
"E ca şi cum Jupiter a dat o lovitură de popice în inelul de asteroizi", spune Francesca DeMeo, care a contribuit mult la această cartografiere ca cercetător postdoctoral la Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences de la MIT. "Tot ce s-a aflat acolo s-a mişcat, astfel că avem acest amestec de materiale venind de peste tot din sistemul solar".
DeMeo spune că noua hartă îi va ajuta pe teoreticieni să-şi exerseze teoriile despre cum a evoluat sistemul solar la începuturile sale. Ea şi Benoit Carry de la Observatorul din Paris au publicat detalii ale hărţii în revista Nature.
De la un izvor la un fluviu
Pentru a crea o hartă cuprinzătoare a asteroizilor, cercetătorii au analizat întâi datele de la Sloan Digital Sky Survey, care foloseşte un telescop mare în New Mexico pentru a prelua imagini spectrale a sute de mii de galaxii. În aceste observaţii sunt incluse date de la mai mult de 100.000 de asteroizi din sistemul solar. DeMeo a grupat aceşti asteroizi după mărime, poziţie şi compoziţie. Ea a definit această ultimă categorie după originea asteroizilor - fie într-un mediu mai fierbinte, fie într-unul mai rece - o caracteristică care poate fi determinată prin aceea că suprafaţa unui asteroid este mai reflectantă la lungimi de undă ale luminii roşiatice sau mai albastre.
Echipa a trebuit apoi să explice orice tendinţe ale datelor observate. În timp ce observarea include mai mult de 100.000 de asteroizi, aceştia sunt cei mai strălucitori din această familie de obiecte cereşti. Asteroizii care sunt mai mici şi mai puţin reflectanţi sunt mai greu de depistat, ceea ce înseamnă că o hartă a asteroizilor bazată pe observaţii poate lăsa afară, fără să intenţioneze asta, o întreagă populaţie de asteroizi.
Pentru a evita orice tendinţă în cartografierea lor, cercetătorii au stabilit că studiul lor include, cel mai probabil, orice asteroid până la un diametru de minim 5 kilometri. La această limită de mărime ei au putut produce o imagine precisă a inelului de asteroizi. Cercetătorii au grupat asteroizii după mărime şi compoziţie şi i-au cartografiat în regiuni distincte ale sistemului solar, acolo unde au fost observaţi.
Din harta lor, ei au observat că pentru asteroizii mari, modelul tradiţional este adevărat: pe măsură ce ne îndepărtăm de Soare, cu atât găsim mai mulţi asteroizi reci. Dar pentru asteroizii mai mici această tendinţă pare să se prăbuşească. Cei care par să se fi format într-un mediu mai cald pot fi găsiţi nu numai în apropierea Soarelui, ci în întreg cuprinsul sistemului solar, iar asteroizii care se aseamănă corpurilor mai reci de dincolo de Jupiter pot fi găsiţi în interiorul inelului de asteroizi, mai aproape de Marte.
După cum scrie echipa în articol "şuviţa picurând a asteroizilor descoperiţi în locuri neaşteptate s-a transformat într-un fluviu. Vedem acum că în fiecare regiune a inelului principal există toate tipurile de asteroizi".
Un sistem solar în mişcare
Diversitatea compoziţională văzută pe această nouă hartă a asteroizilor poate adăuga greutate unei teorii a migraţiei planetare numită modelul Grand Tack. Acest model înfăţişează un scenariu în care Jupiter, în perioada primului milion de ani de la crearea sistemului solar, a migrat aproape de Soare până unde se află Marte astăzi. În timpul acestei migraţii Jupiter se poate să se fi mişcat chiar prin inelul de asteroizi, împrăştiindu-i conţinutul şi repopulându-l cu asteroizi, atât din porţiunile interioare, cât şi din cele exterioare ale sistemului solar, înainte de a se muta la loc în poziţia actuală - o imagine care este foarte diferită de viziunea tradiţională, statică, a sistemului solar care s-a format şi a rămas practic neschimbat în ultimii 4,5 miliarde de ani.
"Acea teorie a fost complet răsturnată cu capul în jos", spune DeMeo. "Astăzi gândim exact invers: totul s-a mişcat mult de ici colo şi sistemul nostru solar a fost foarte dinamic".
Clark Chapman, cercetător principal la Southwest Research Institute în Boulder, Colorado, spune că noua hartă este o actualizare binevenită a hărţii asteroizilor pe care el şi colegii lui au dezvoltat-o în anii '80, care includea numai asteroizii măsurând 20 de kilometri sau mai mult în diametru. În ultimele două decenii, spune el, oamenii de ştiinţă au făcut salturi în înţelegerea dinamicii şi istoriei evoluţiei asteroizilor, pe care acum DeMeo şi Carry au pus-o în context.
"Ceea ce au făcut este o încercare de a descrie cel puţin calitativ cum relaţii neaşteptate între mărimea asteroizilor, distanţa de la Soare şi compoziţia se încadrează în actualele modele dinamice şi alte aprofundări din ultimele două decenii", spune Chapman. "Sunt foarte fericit că această cercetare de bază a fost făcută şi cred că este o contribuţie din cele mai binevenite pentru înţelegerea sistemului solar".
De Meo adaugă că biliardul timpuriu al asteroizilor prin sistemul solar poate să fi avut mare impact - literalmente - asupra Pământului. De exemplu asteroizii mai reci care s-au format mai departe probabil au conţinut gheaţă. Când ei au fost aduşi mai aproape de migraţia planetară ei s-ar fi putut ciocni cu Pămantul, lăsând resturi de gheaţă care în cele din urmă s-au topit formând apă.
'Povestea pe care inelul de asteroizi ne-o spune este despre cum a apărut apa pe Pământ şi cum el a rămas în această regiune Goldilocks* de habitabilitate, de astăzi", spune DeMeo.
*Planetă Goldilocks - planetă plasată într-o regiune ideală pentru existenţa vieţii (nota trad.)
Traducere de Marian Stănică după rogue-asteroids-may-be-the-norm.
