А их коллеги предлагают два новых объяснения тому, как зарождающийся Марс оказался лишён строительных блоков.
Масса Красной планеты составляет всего 11% земной. В то же время компьютерное моделирование ранней солнечной туманности показало, что Марс имел тенденцию к росту до размеров Венеры и Земли. В этих моделях планетезимали с километровым диаметром слипались в тела размером с Луну или нынешний Марс, после чего продолжали расти, пока Марс не становился похожим на Землю. Очевидно, в моделях что-то отсутствовало.
Настоящий Марс перестал расти, достигнув «эмбриональной» стадии, полагают Николя Дофа из Чикагского университета и Али Пурман из Университета Майами. К своему выводу они пришли, заново оценив количество времени, уходящего на формирование «полноценной» планеты.
Многие исследователи судили о том, как долго собирался Марс, по превращению радиоактивного гафния-182 в вольфрам-182. Увы, гафний-вольфрамовое датирование не имеет права ограничиваться измерением соответствующих изотопов в метеоритах, происходивших с Марса. Необходимо учитывать относительную доля гафния и вольфрама в марсианской мантии. Метеориты, разумеется, выбивались из марсианской коры, а в ней соотношение гафния и вольфрама не соответствует мантийному. Поэтому оценки времени формирования Марса сильно разнились.
Для уменьшения неопределённости Дофа и Пурман изучили немарсианские метеориты в поисках других, неизменных отношений. Таковым стало отношение гафния-176 к гафнию-177. Измерив содержание этих изотопов в марсианских метеоритах, исследователи пришли к выводу, что на формирование у Марса ушло всего 2–4 млн лет, тогда как Земле понадобились десятки миллионов. Таким образом, по сути, Марс — это как бы эмбрион планеты, который почему-то остановился в своём развитии.
Свои доводы учёные изложили в журнале Nature.
Почему же это произошло? Два исследования, представленные в марте на Лунной и планетарной научной конференции в Хьюстоне (США), предполагают, что лучшее объяснение — это отсутствие строительного материала. Компьютерное моделирование, которое выполнили Дэвид Минтон и Гарольд Левинсон из Юго-Западного исследовательского института, показало, что сначала Марс рос достаточно быстро при столкновениях с километровыми планетезималями, когда находился ближе к Солнцу. В то же время триллионы сближений с планетезималями, которые не падали на Марс, но всё же оказывали на него бесконечно малое гравитационное воздействие, оттолкнули Марс от Солнца. Когда зародыш достиг современной орбиты Марса, его аккреция замедлилась, ибо другие протопланеты, находившиеся ближе к звезде, оттянули одеяло на себя.
Другая группа под руководством Кевина Уолша из того же Юго-Западного исследовательского института показала, что причиной «голода» стал Юпитер. В их модели газ, окружавший юное Солнце, вынудил Юпитер сместиться ближе к светилу. По-видимому, то же самое произошло с газовыми гигантами некоторых других сравнительно хорошо изученных экзопланентных систем. Двигаясь к Солнцу, Юпитер «расчистил» огромный коридор, в который попал Марс после того, как Сатурн в гравитационном смысле «прицепился» к Юпитеру, и оба снова начали уходить прочь от Солнца.
«Это можно показаться безумием, — говорит г-н Минтон, — но в ранней Солнечной системе планеты действительно могли двигаться подобным образом».