Был ли молодой влажный Марс достаточно близко к Солнцу, чтобы «танцевать» с Венерой?

Мокрый Марс

Влажный Марс мог начаться около орбиты Венеры до того, как гравитационные взаимодействия в начале его жизни вытеснили Красную планету на ее текущую орбиту. (Изображение предоставлено НАСА / GSFC)



Миллиарды лет назад жидкая вода текла по поверхности Марса. Когда Красная планета потеряла свою атмосферу, она также потеряла способность удерживать эту воду - по крайней мере, так предлагает большинство теорий. Новая модель предполагает, что Марс сначала был бы теплее и влажнее, если бы он начинал ближе к Солнцу и медленно двигался бы наружу.

«Марс начинается с Венеры; затем он устремляется к Земле », - сказал своим коллегам Коул Браун, исследователь из Университета штата Пенсильвания. Работая с планетологом Дарреном Уильямсом, также из штата Пенсильвания, Браун смоделировал раннюю солнечную систему, где Марс начинался в более теплом месте. Он обнаружил, что этот процесс маловероятен, но возможен - чуть более 10 процентов миров, начавших этот путь, успешно проложили себе путь к тому месту, где сегодня вращается Марс. Он представил результаты, достижения в июне на 232-м заседании Американского астрономического общества в Денвере.





«После того, как Марс покинет Венеру, все станет интересно», - сказал Браун. [ Как образовалась Солнечная система? ]

'Марсово пушка'

Поверхность Марса изрезана речным рельефом и расширяющимися дельтами, которые, кажется, предполагают наличие жидкой воды, когда-то находящейся на поверхности. Возраст этих элементов почти 4 миллиарда лет, и они почти такие же старые, как сама планета, что намекает на то, что жидкая вода недолго прожил на Красной планете.



Четыре миллиарда лет назад молодое солнце было более тусклым и светило всего около 75 процентов от его нынешней яркости. Сама по себе новорожденная звезда была недостаточно горячей, чтобы согреть Марс, если бы планета находилась на своей текущей орбите, в среднем на расстоянии 142 миллионов миль (229 миллионов километров) от Солнца, что примерно в 1,5 раза дальше Земли (1,5 астрономических расстояния). единиц, или AU).

По словам Брауна, для того, чтобы планета была достаточно теплой, чтобы удерживать воду, требовалось атмосферное одеяло. Обладая значительным парниковым эффектом, атмосфера позволила бы Красной планете удерживать жидкую воду на поверхности. Со временем исследователи предполагают, что атмосфера была потеряна; космический корабль, такой как НАСА Миссия Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) охотятся за подсказками о исчезающая атмосфера . [Атмосфера Марса: состав, климат и погода]



Но Браун не удовлетворился этим решением. «Может быть другой способ достичь этого результата [жидкой воды]», - сказал он.

Браун и Уильямс заметили, что температура в районе Венеры была примерно подходящей для планеты, чтобы удерживать воду, когда Солнце было молодым и тусклым. Используя компьютерные модели, они обнаружили, что две планеты могли эволюционировать вместе в течение примерно 100 миллионов лет - достаточно короткого времени для образования жидкой воды на поверхности. Два мира оставались бы приливно заблокированными, сохраняя неизменным лицом друг к другу в течение этого короткого периода времени, пока нестабильность на их орбите, наконец, не разлучила их.

После побега Марс прошел бы около Венеры по нескольким орбитам. Гравитация загнала бы Венеру внутрь и отправила бы Марс по спирали наружу. В этом сеттинге Красной планете не потребовалось бы много времени, чтобы взаимодействовать с Землей - и здесь все становится труднее.

В первом моделировании этого сценария гравитационное взаимодействие с Землей привело к тому, что Красную планету удалось вытеснить в ее текущее положение. Но Браун и Уильямс заметили, что Красная планета иногда подходила к нашей планете в пределах 40 радиусов Земли - ближе, чем орбита Луны. К сожалению, в исходных моделях не было луны, поэтому они не обозначили потенциальный хаос. Итак, пара вернулась и включила луну в следующую итерацию.

«Это как если бы вы выстрелили из марсианской пушки по системе Земля-Луна», - сказал Браун.

Пара провела 10 000 симуляций с Марсом, входящим в систему с разной скоростью. Они обнаружили, что чем ближе Марс подходил к поверхности Земли, тем больше вероятность того, что он повлияет на Луну, а иногда даже полностью вытеснит ее из системы. В этих симуляциях Марс лишь изредка подходил достаточно близко, чтобы повлиять на систему, но «это риск, о котором мы должны знать», - сказал Браун.

Близкие встречи подняли несколько интересных вопросов. В ведущая теория поскольку происхождение Луны связано с столкновением объекта размером с Марс с Землей на раннем этапе существования Солнечной системы. В результате столкновения был бы вырезан кусок земной поверхности, который вместе с фрагментами от импактора слился в Луну. Процесс аналогичен моделированию Брауна и Уильямса, но без катастрофических последствий.

«Это почти рассказывает ту историю, но это не так», - сказал Браун.

Шансы на то, что Марс начинался около Венеры, невелики. В более чем половине симуляций путешествующий Марс столкнулся либо с Венерой, либо с Землей, что стерло бы Красную планету и любые признаки воды на поверхности. Почти 20 процентов времени Красная планета полностью выбрасывалась из Солнечной системы, а еще 10 процентов времени она была выброшена на Солнце. Только в 13% случаев он мог успешно танцевать между Венерой и Землей, чтобы достичь своего текущего положения.

На данный момент исследователи продолжают изучать способы, которыми Марс мог успешно переместиться во внешнюю часть Солнечной системы, и могли ли Марс и Венера оставаться стабильными при приливной блокировке.

Следуйте за Нолой Тейлор Редд на @NolaTRedd , Facebook , или Google+ . Следуйте за нами на @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Первоначально опубликовано Space.com .