Планетезимали ( / ˌ p l æ n ɪ ˈ t ɛ s ɪ m əl z / ) — это твердые объекты, которые, как полагают, существуют в протопланетных дисках и дисках обломков . Считается, что они образовались в Солнечной системе около 4,6 миллиарда лет назад, и помогают изучать ее формирование .
Широко принятая теория формирования планет , планетезимальная гипотеза Виктора Сафронова , утверждает, что планеты формируются из космических пылинок , которые сталкиваются и слипаются , образуя все более крупные тела. Как только тело достигает размера около километра, составляющие его пылинки могут притягиваться друг к другу напрямую через взаимную гравитацию , что чрезвычайно способствует дальнейшему росту в протопланеты размером с Луну . Меньшие тела должны вместо этого полагаться на броуновское движение или турбулентность, чтобы вызывать столкновения, приводящие к слипанию. Механика столкновений и механизмы слипания сложны. [2] [3] В качестве альтернативы, планетезимали могут образовываться в очень плотном слое пылинок, который подвергается коллективной гравитационной нестабильности в средней плоскости протопланетного диска — или через концентрацию и гравитационный коллапс роев более крупных частиц в потоковых нестабильностях . [4] Многие планетезимали в конечном итоге распадаются во время сильных столкновений, как это могли произойти с 4 Вестой [5] и 90 Антиопой [6] , но некоторые из самых крупных из них могут пережить такие столкновения и превратиться в протопланеты, а затем и в планеты.
Было сделано предположение, что около 3,8 миллиарда лет назад, после периода, известного как Поздняя Тяжелая Бомбардировка , большинство планетезималей в Солнечной системе были либо полностью выброшены из Солнечной системы на далекие эксцентрические орбиты, такие как облако Оорта , либо столкнулись с более крупными объектами из-за регулярных гравитационных толчков со стороны планет-гигантов (особенно Юпитера и Нептуна ). Несколько планетезималей могли быть захвачены в качестве лун, таких как Феба (луна Сатурна ) и многие другие небольшие луны планет-гигантов с высоким наклоном .
Планетезимали, сохранившиеся до наших дней, представляют ценность для науки, поскольку содержат информацию о формировании Солнечной системы . Хотя их внешняя часть подвергается интенсивному солнечному излучению, которое может изменить их химию, их внутренняя часть содержит первоначальный материал, по существу нетронутый с момента формирования планетезималей. Это делает каждую планетезималь « капсулой времени », а ее состав может раскрыть условия в Солнечной туманности , из которой образовалась наша планетная система. Самыми примитивными планетезималями, посещенными космическими аппаратами, являются контактные двойные Аррокот . [7]
Слово «планетезимальный» происходит от слова «бесконечно малый» и означает предельно малую часть планеты. [ необходима цитата ]
Хотя это название всегда применяется к малым телам в процессе формирования планет , некоторые ученые также используют термин «планетезималь» как общий термин для обозначения многих малых тел Солнечной системы , таких как астероиды и кометы , которые остались от процесса формирования. Группа ведущих мировых экспертов по формированию планет приняла решение на конференции в 2006 году [8] о следующем определении планетезималя:
Планетезималь — это твёрдый объект, возникающий в процессе накопления вращающихся по орбите тел, внутренняя прочность которых определяется самогравитацией, а орбитальная динамика не подвержена существенному влиянию сопротивления газа . Это соответствует объектам размером более 1 км в солнечной туманности.
Тела, достаточно большие, чтобы не только удерживаться вместе гравитацией, но и изменять траекторию приближающихся камней на расстояниях в несколько радиусов, начинают расти быстрее. Эти тела, размером более 100 км до 1000 км, называются эмбрионами или протопланетами. [9]
В современной Солнечной системе эти малые тела обычно также классифицируются по динамике и составу и могли впоследствии эволюционировать [10] [11] [12] в кометы, объекты пояса Койпера или троянские астероиды , например. Другими словами, некоторые планетезимали стали другими типами тел после того, как формирование планет завершилось, и могут называться одним или обоими именами.
Приведенное выше определение не одобрено Международным астрономическим союзом , и другие рабочие группы могут принять то же самое или другое определение. Разделительная линия между планетезималями и протопланетами обычно проводится в терминах размера и стадий развития, которые потенциальная планета уже прошла: планетезимали объединяются, образуя протопланету, и протопланеты продолжают расти (быстрее, чем планетезимали). [13] [14] [15]
