Астероиды пояса Е представляли собой популяцию гипотетического расширения изначального пояса астероидов, предложенного в качестве источника большинства лунных ударов , формирующих бассейны во время поздней тяжелой бомбардировки . [1]
Модель E-belt была разработана Уильямом Ф. Боттке , Дэвидом Вокроухлицким, Дэвидом Минтоном, Дэвидом Несворни, Алессандро Морбиделли , Рамоном Брассером, Брюсом Симонсоном и Гарольдом Левисоном . [1] Она описывает динамику внутренней полосы раннего пояса астероидов в рамках модели Ниццы .
Астероиды расширенного пояса располагались между текущей внутренней границей пояса астероидов и орбитой Марса с большой полуосью в диапазоне от 1,7 до 2,1 астрономических единиц (а.е.). В современной Солнечной системе большинство орбит в этом регионе нестабильны из-за присутствия векового резонанса ν 6 . [1] Однако до миграции гигантских планет , описанной в модели Ниццы, внешние планеты имели бы более компактную конфигурацию с почти круговыми орбитами. [2] При наличии планет в этой конфигурации вековой резонанс ν 6 располагался бы за пределами пояса астероидов. [3] Стабильные орбиты существовали бы внутри 2,1 а.е., а внутренний край изначального пояса астероидов определялся бы орбитами, пересекающими Марс. [4]
Во время миграции гигантских планет вековой резонанс ν 6 сместился бы внутрь, в то время как Сатурн двигался наружу. [5] Достигнув своего текущего местоположения около 2,1 а.е. вековой резонанс ν 6 и другие связанные с ним резонансы дестабилизировали бы орбиты астероидов пояса E. Большинство из них были бы выведены на орбиты пересечения планет, поскольку их эксцентриситеты и наклоны увеличились. За период в 400 миллионов лет столкновения астероидов пояса E дали бы, по оценкам, 9-10 из 12 лунных столкновений, формирующих бассейны, приписываемых поздней тяжелой бомбардировке. [1]
По мере эволюции своих орбит многие астероиды пояса E приобрели бы орбиты, похожие на орбиты астероидов Hungaria с высокими наклонами и большой полуосью между 1,8 и 2,0 а.е. [6] Поскольку орбиты в этом регионе динамически липкие, эти объекты образовали бы квазистабильный резервуар. [1] Поскольку эта популяция астероидов пояса E вытекла бы из этого резервуара, они создали бы долгоживущий хвост ударов после традиционного окончания поздней тяжелой бомбардировки 3,7 миллиарда лет назад. [7] Остаток, представляющий примерно 0,1–0,4% исходных астероидов пояса E, остался бы в качестве нынешних астероидов Hungaria. [1]
Данные о Луне не подтверждают, что кометы из внешнего планетезимального пояса являются источником лунных ударов, формирующих бассейны. Распределение частоты размеров (SFD) древних лунных кратеров похоже на SFD астероидов главного пояса, а не на SFD комет. [4] Образцы, извлеченные с Луны, содержащие ударные расплавы, имеют диапазон возрастов, а не резкий пик, ожидаемый, если бы кометы создали LHB. [8] Анализ высокосидерофильных элементов в этих образцах показывает лучшее соответствие ударникам из внутренней части Солнечной системы, чем кометам. [8] Исследования динамики главного пояса астероидов во время миграции гигантских планет значительно ограничили количество ударников, происходящих из этого региона. Для воспроизведения текущего орбитального распределения необходимо быстрое изменение орбит Юпитера и Сатурна. [3] Этот сценарий удаляет только 50% астероидов из главного пояса, создавая 2–3 бассейна на Луне. [4]
Изучение образцов, извлеченных с Луны, показывает, что ударники были термически эволюционировавшими объектами. [6] Астероиды типа E , пример этого типа, редко встречаются в главном поясе [9], но становятся более распространенными по направлению к внутреннему поясу и, как ожидается, будут наиболее распространены в поясе E. [6] Астероиды Hungaria, которые являются остатком пояса E в этой модели, содержат значительную долю астероидов типа E. [10]
Распад популяции астероидов пояса E, захваченных на орбиты, подобные венгерским, создает долгоживущий хвост ударов, который продолжается и после LHB. Прогнозируется, что продолжение бомбардировки приведет к образованию бассейнообразующих ударов на Земле и кратеров размером с Чиксулуб на Земле и Луне. [1] Ударные кратеры на Луне и шарообразные пласты ударов, обнаруженные на Земле и датированные этим периодом, согласуются с этими прогнозами. [1]
Модель E-belt предсказывает, что остаточная популяция останется на орбитах, подобных Hungaria. Первоначальная популяция астероидов E-belt была рассчитана на основе популяции потенциальных бассейнообразующих ударников, оставшихся среди астероидов Hungaria. [8] Результат согласуется с расчетами, основанными на последних оценках орбитальной плотности главного пояса астероидов до планетарной миграции. [4]