Wetenschappers van het Southwest Research Institute bestudeerden een ongewoon paar asteroïden en ontdekten dat hun bestaan ​​wijst op een vroege planetaire herschikking in ons zonnestelsel.

Deze lichamen, genaamd Patroclus en Menoetius, zijn doelen van NASA's aanstaande Lucy-missie. Ze zijn ongeveer 70 mijl breed en draaien om elkaar heen terwijl ze gezamenlijk om de zon cirkelen. Ze zijn het enige grote binaire getal dat bekend is in de populatie van oude lichamen die de Trojaanse asteroïden worden genoemd. De twee zwermen Trojaanse paarden draaien op ongeveer dezelfde afstand van de zon als Jupiter, een zwerm in een baan voor, en de andere slepend, de gasreus.

"De Trojanen werden waarschijnlijk gevangen genomen tijdens een dramatische periode van dynamische instabiliteit toen een schermutseling tussen de gigantische planeten van het zonnestelsel - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus - vonden plaats, " zei SwRI Institute Scientist Dr. David Nesvorny. Hij is de hoofdauteur van het artikel, "Bewijs voor zeer vroege migratie van de planeten van het zonnestelsel van de Patroclus-Menoetius binaire Jupiter Trojan, " gepubliceerd in Natuurastronomie . Deze opschudding duwde Uranus en Neptunus naar buiten, waar ze een grote oerpopulatie van kleine lichamen tegenkwamen waarvan gedacht werd dat ze de bron waren van de huidige Kuipergordel-objecten, die rond de rand van het zonnestelsel draaien. "Vele kleine lichamen van deze oorspronkelijke Kuipergordel waren naar binnen verspreid, en een paar daarvan kwamen vast te zitten als Trojaanse asteroïden."

Een belangrijk probleem met dit evolutiemodel van het zonnestelsel, echter, is geweest toen het plaatsvond. In deze krant, wetenschappers tonen aan dat het bestaan ​​van het Patroclus-Menoetius-paar erop wijst dat de dynamische instabiliteit tussen de reuzenplaneten moet hebben plaatsgevonden binnen de eerste 100 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel.

Recente modellen van de vorming van kleine lichamen suggereren dat dit soort dubbelsterren overblijfselen zijn van de allereerste tijd van ons zonnestelsel, toen paren kleine lichamen zich direct konden vormen uit een instortende wolk van 'kiezelstenen'.

"Waarnemingen van de huidige Kuipergordel laten zien dat binaries zoals deze in de oudheid heel gewoon waren, " zei dr. William Bottke, directeur van de afdeling Ruimtestudies van SwRI, die co-auteur was van het artikel. "Er zijn er nu nog maar een paar in de baan van Neptunus. De vraag is hoe de overlevenden moeten worden geïnterpreteerd."

Als de instabiliteit vele honderden miljoenen jaren was vertraagd, zoals gesuggereerd door sommige evolutiemodellen van het zonnestelsel, botsingen binnen de oorspronkelijke schijf met een klein lichaam zouden deze relatief fragiele dubbelsterren hebben verstoord, waardoor er geen gevangen kan worden genomen in de Trojaanse bevolking. Eerdere dynamische instabiliteiten zouden meer binaire bestanden intact hebben gelaten, waardoor de kans groter wordt dat er minstens één gevangen zou zijn genomen in de Trojaanse populatie. Het team creëerde nieuwe modellen die aantonen dat het bestaan ​​van het Patroclus-Menoetius binaire getal sterk wijst op een eerdere instabiliteit.

Dit vroege dynamische instabiliteitsmodel heeft belangrijke gevolgen voor de terrestrische planeten, met name met betrekking tot de oorsprong van grote inslagkraters op de maan, Mercurius en Mars die ongeveer 4 miljard jaar geleden zijn ontstaan. De impactoren die deze kraters hebben gemaakt, zijn minder waarschijnlijk vanuit de buitenste regionen van het zonnestelsel naar binnen geslingerd. Dit zou kunnen betekenen dat ze zijn gemaakt door restanten van kleine lichamen van het vormingsproces van de aardse planeet.

Dit werk onderstreept het belang van de Trojaanse asteroïden bij het belichten van de geschiedenis van ons zonnestelsel. Er zal veel meer worden geleerd over het binaire getal Patroclus-Menoetius wanneer NASA's Lucy-missie, onder leiding van SwRI-wetenschapper en paper-co-auteur Dr. Hal Levison, onderzoekt het paar in 2033, het hoogtepunt van een 12-jarige missie om beide Trojaanse zwermen te verkennen.