12. Об аккреции планет и спутников

12.1. ПЛАНЕТЕЗИМАЛЬНАЯ АККРЕЦИЯ

Согласно модели аккреции планетезималей (зародышей), все планеты и спутники образовались за счет роста мелких тел. Кратеры на Луне, Меркурии, Марсе и его спутниках отчетливо свидетельствуют о том, что аккреция небольших объектов была очень важным процессом, во всяком случае на поздней стадии образования этих тел. Теории осевого вращения планет (см. гл. 13) показывают, что планетезимальная модель может объяснить особенности вращения. Изохронность периодов осевого вращения, рассмотренная в разд. 9.7 и 9.8, свидетельствует о том, что и планеты и астероиды, вероятно, сформировались путем планетезимальной аккреции.

Теория планетезимальной аккреции сталкивается с некоторыми очевидными трудностями. Вот одна из них. Если планеты растут, захватывая движущиеся в их окрестности по эллиптическим орбитам зерна, то можно вычислить время, необходимое для того, чтобы произошла аккреция большинства зерен в планету или спутник. Как показал Сафронов [359], время, которое требуется для захвата большинства зерен в окрестности Нептуна и Плутона, в несколько раз больше возраста Солнечной системы. Из этого он делает вывод, что Нептун, например, захватил только небольшую долю вещества, сконцентрированного в окружающей его среде. Оставшаяся часть вещества, как предполагается, продолжает существовать в дисперсном состоянии. Это не очень вероятно. Хотя вещество в области, где движутся астероиды, не подверглось аккреции в большую планету, оно и не рассеяно. Подобно этому, если бы Нептун захватил еще не всю массу в своей окрестности, то можно было бы ожидать, что оставшаяся часть находится в форме подобных астероидам тел. Согласно Сафронову, «недостающая масса» должна быть на несколько порядков величины больше массы Нептуна. Такая масса не может быть накоплена в виде

астероидов, поскольку она создавала бы обнаружимые возмущения орбит внешних планет.

Имеется еще одно обстоятельство, казавшееся ранее трудностью. Согласно почти всем моделям первичного состояния, оно должно было напоминать современное состояние области, занимаемой астероидами. Действительно, если бы какой-либо зародыш рос в результате аккреции, значит вблизи него обязательно двигалось бы по кеплеровским орбитам множество объектов с размерами астероидов. Но относительные скорости между наблюдаемыми астероидами могут достигать Известно, что столкновения со столь большими скоростями обычно вызывают разрушение или эрозию и, значит, более крупные тела распадаются на более мелкие. Маловероятно, что столкновения приводят к объединению мелких объектов в более крупные, если относительные скорости не ниже некоторого предельного значения Величина известна недостаточно хорошо, но, по-видимому, она около (см. разд. 7.4 и работу Голта и др. [175]).

Однако, как было показано в предыдущей главе, относительные скорости в струйных потоках астероидов, возможно, падают до очень малых значений. Мы приходим к выводу, что в области движения астероидов могут преобладать столкновения ненаблюдаемых тел с малой скоростью, ведущие к аккреции.