När Mars och Jupiter migrerade till sina nuvarande banor för cirka 4 miljarder år sedan, lämnade de ärr i asteroiderna som fortfarande är synliga idag.
Beviset avslöjas i en ny artikel i veckans utgåva av tidskriften Natur, av planetforskare David Minton och Renu Malhotra från University of Arizona i Tucson.
Asteroidbältet har länge varit känt för att hamna luckor, kallade Kirkwood-gap, på distinkta platser. Vissa av dessa luckor motsvarar instabila zoner, där det nutida gravitationspåverkan från Jupiter och Saturnus utkastar asteroider. Men för första gången har Minton och Malhotra lagt märke till att vissa godkännanden inte passar räkningen.
"Det vi fann var att många regioner är uttömda i asteroider i förhållande till andra regioner, inte bara i de tidigare kända Kirkwood-luckorna som förklaras av de nuvarande planetbanorna," skrev Minton i ett e-postmeddelande. I en redaktion som åtföljde uppsatsen tilllade författaren Kevin Walsh: "Kvalitativt ser det ut som om en snöplog drevs genom det huvudsakliga asteroidbältet, sparkade ut asteroider längs vägen och bromsade till ett stopp vid bältets innerkant."
Walsh kommer från Observatoire de la Côte d’Azur i Frankrike. I hans Nyheter och åsikter verkligen förklarar han att de kända Kirkwood-luckorna, som upptäcktes av Daniel Kirkwood 1867, "motsvarar platsen för orbitalresonanser med Jupiter - det vill säga om banor vars perioder är heltal för Jupiters omloppsperiod." Till exempel, om en asteroid kretsade runt solen tre gånger för varje gång Jupiter gjorde det, skulle det vara i en 3: 1-resonans med planeten, skrev han. Objekt i resonans med en jätteplanet har i sig instabila banor och kommer sannolikt att matas ut från solsystemet. När planeter migrerade tror astronomer att föremål i resonans med dem också skiftade, vilket påverkar olika delar av asteroidbältet vid olika tidpunkter.
"Således, om ingenting helt har omformat asteroidbältet sedan planeterna satte sig in i deras nuvarande banor, kan signaturer av tidigare planetväggsvandring fortfarande kvarstå," skrev Walsh. Och det var exakt vad Minton och Malhotra sökte.
Asteroidbältet gav lätt upp sina hemligheter och visade de kvarvarande bevisen på planetariska biljard på asteroidbältets inre kant och vid ytterkanten av varje Kirkwood-gap. Den nya upptäckten, baserad på datormodeller, ger ytterligare stöd till teorin att de jätteplaneterna - Jupiter, Saturn, Uranus och Neptune - bildade dubbelt så nära solen som de är nu och i en stramare konfiguration och rörde sig långsamt utåt.
"Omloppet mellan Pluto och andra Kuiper-bälteobjekt som är fångade i [banor som resonerar] med Neptun kan förklaras av den utåtflyttningen av Neptun," skriver Minton och Malhotra i den nya studien. "Utbytet av vinkelmomentum mellan planetesimaler och de fyra jätteplaneterna orsakade omloppsvandringen av jätteplaneterna tills den yttre planetesimalskivan var uttömd." Planetesimaler är steniga och isiga föremål som finns kvar från planetbildning.
"När Jupiter och Saturn migrerade," fortsätter författarna, utbröt de kaos på det unga asteroidbältet, "spännande asteroider till markbundna planetkorsande banor, och därmed kraftigt utarmar asteroidbältpopulationen och kanske också orsakade ett sent tungt bombardement i det inre solenergi Systemet."
Det sena tunga bombardemanget föreslås ha inträffat för cirka 3,9 miljarder år sedan, eller 600 miljoner år efter solsystemets födelse, och det tros stå för många av Månens äldsta kratrar. Walsh sade att ett rimligt nästa steg, för att bekräfta teorin om de nyligen beskrivna markeringarna i asteroidbältet, är att koppla dem kronologiskt med bombardemanget.
LEAD PHOTO CAPTION: Konstnärens skildring av asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Kredit: David Minton och Renu Malhotra
Källa: Nature
