Toen Mars en Jupiter ongeveer 4 miljard jaar geleden naar hun huidige banen migreerden, lieten ze littekens achter in de asteroïdengordel die nog steeds zichtbaar zijn.
Het bewijs wordt onthuld in een nieuwe krant in het nummer van deze week van het tijdschrift Natuur, door planetaire wetenschappers David Minton en Renu Malhotra van de Universiteit van Arizona in Tucson.
Het is al lang bekend dat de asteroïdengordel op verschillende locaties gaten, Kirkwood-gaten, herbergt. Sommige van deze hiaten komen overeen met onstabiele zones, waar de moderne zwaartekrachtinvloed van Jupiter en Saturnus asteroïden uitwerpt. Maar voor het eerst hebben Minton en Malhotra opgemerkt dat sommige opruimingen niet aan de eisen voldoen.
"Wat we ontdekten was dat veel regio's in asteroïden zijn uitgeput ten opzichte van andere regio's, niet alleen in de eerder bekende gaten in Kirkwood die worden verklaard door de huidige planetaire banen", schreef Minton in een e-mail. In een redactioneel commentaar bij de paper voegde auteur Kevin Walsh eraan toe: "Kwalitatief lijkt het alsof er een sneeuwploeg door de asteroïdengordel werd gereden, waarbij asteroïden onderweg werden uitgeschopt en tot stilstand kwam aan de binnenrand van de gordel."
Walsh komt uit het Observatoire de la Côte d’Azur in Frankrijk. In zijn Nieuws en meningen stuk legt hij uit dat de bekende Kirkwood-hiaten, ontdekt door Daniel Kirkwood in 1867, "overeenkomen met de locatie van orbitale resonanties met Jupiter - dat wil zeggen, van banen waarvan de periodes integere verhoudingen zijn van de orbitale periode van Jupiter." Als een asteroïde bijvoorbeeld driemaal om de zon draaide voor elke keer dat Jupiter dat deed, zou het in een 3: 1-baanresonantie met de planeet zijn, schreef hij. Objecten in resonantie met een gigantische planeet hebben inherent onstabiele banen en zullen waarschijnlijk uit het zonnestelsel worden uitgestoten. Toen planeten migreerden, geloven astronomen dat objecten die ermee resoneren, ook zijn verschoven, waardoor verschillende delen van de asteroïdengordel op verschillende tijdstippen worden beïnvloed.
"Dus als niets de asteroïdengordel volledig heeft veranderd sinds de planeten zich in hun huidige banen hebben gevestigd, kunnen er nog steeds handtekeningen van eerdere planetaire orbitale migratie zijn", schreef Walsh. En dat is precies wat Minton en Malhotra zochten.
De asteroïdengordel gaf gemakkelijk zijn geheimen prijs en toonde het aanhoudende bewijs van planetair biljart aan de binnenrand van de asteroïdengordel en aan de buitenrand van elke Kirkwood-kloof. De nieuwe bevinding, gebaseerd op computermodellen, ondersteunt de theorie dat de gigantische planeten - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus - twee keer zo dicht bij de zon zijn gevormd als nu en in een strakkere configuratie en langzaam naar buiten bewogen.
'De baan van Pluto en andere Kuipergordelobjecten die vastzitten in [banen die resoneren] met Neptunus, kan worden verklaard door de uitwendige migratie van Neptunus', schrijven Minton en Malhotra in de nieuwe studie. "De uitwisseling van impulsmoment tussen planetesimalen en de vier reuzenplaneten veroorzaakte de orbitale migratie van de reuzenplaneten totdat de buitenste planetaire schijf was uitgeput." Planetesimalen zijn rotsachtige en ijzige objecten die overblijven na planeetvorming.
"Terwijl Jupiter en Saturnus migreerden", vervolgen de auteurs, veroorzaakten ze grote schade aan de jonge asteroïdengordel, "opwindende asteroïden in aardse planeetkruisende banen, waardoor de asteroïdengordelpopulatie enorm werd uitgeput en misschien ook een laat zwaar bombardement veroorzaakte in de binnenste Solar Systeem."
Er wordt verondersteld dat het late zware bombardement ongeveer 3,9 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden, of 600 miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel, en er wordt aangenomen dat het verantwoordelijk is voor veel van de oudste kraters van de maan. Walsh zei dat een redelijke volgende stap, om de theorie over de nieuw beschreven openingen in de asteroïdengordel te bevestigen, is om ze chronologisch te verbinden met het bombardement.
BELANGRIJKE FOTOCAPTIE: Artist's weergave van de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. Dankbetuiging: David Minton en Renu Malhotra
Bron: natuur
