När Mars och Jupiter migrerade till sina nuvarande banor för cirka 4 miljarder år sedan, lämnade de ärr i asteroids bälte som fortfarande är synliga idag.
Bevisen avslöjas i en ny tidning i veckans nummer av tidskriftenNatur, av planetforskarna David Minton och Renu Malhotra från University of Arizona i Tucson.
Asteroidbältet har länge varit känt för att hysa luckor, kallade Kirkwood gaps, på olika platser. Några av dessa luckor motsvarar instabila zoner, där den moderna gravitationsinflytandet från Jupiter och Saturnus skjuter ut asteroider. Men för första gången har Minton och Malhotra märkt att vissa röjningar inte passar.
'Vad vi fann var att många regioner är utarmade i asteroider i förhållande till andra regioner, inte bara i de tidigare kända Kirkwood-klyftorna som förklaras av de nuvarande planetbanorna', skrev Minton i ett mejl. I en ledare som åtföljde tidningen tillade författaren Kevin Walsh: 'Kvalitativt ser det ut som om en snöplog kördes genom det huvudsakliga asteroidbältet, sparkade ut asteroider längs vägen och saktade ner till stopp i den inre kanten av bältet.'
Walsh kommer från Observatoire de la Côte d’Azur i Frankrike. I hansNyheter och vyerstycke förklarar han att de kända Kirkwood-gaporna, upptäckta av Daniel Kirkwood 1867, 'motsvarar platsen för omloppsresonanser med Jupiter - det vill säga för banor vars perioder är heltalsförhållanden för Jupiters omloppsperiod.' Till exempel, om en asteroid kretsade runt solen tre gånger för varje gång Jupiter gjorde det, skulle den vara i en 3:1 omloppsresonans med planeten, skrev han. Objekt i resonans med en gigantisk planet har i sig instabila banor och kommer sannolikt att kastas ut från solsystemet. När planeter migrerade, tror astronomer att objekt i resonans med dem också skiftade, vilket påverkade olika delar av asteroidbältet vid olika tidpunkter.
'Således, om ingenting har helt omformat asteroidbältet sedan planeterna slog sig ner i sina nuvarande banor, kan signaturer av tidigare planetarisk migration fortfarande finnas kvar', skrev Walsh. Och det är precis vad Minton och Malhotra sökte.
Asteroidbältet gav lätt upp sina hemligheter och visar de kvardröjande bevisen för planetarisk biljard på den inre kanten av asteroidbältet och vid den yttre kanten av varje Kirkwood-gap. Det nya fyndet, baserat på datormodeller, ger ytterligare stöd till teorin att jätteplaneterna - Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus - bildades dubbelt så nära solen som de är nu och i en snävare konfiguration och rörde sig långsamt utåt.
'Omloppsbanan för Pluto och andra Kuiperbältsobjekt som är fångade i [banor som resonerar] med Neptunus kan förklaras av Neptunus utåtgående migration', skriver Minton och Malhotra i den nya studien. 'Utbytet av rörelsemängd mellan planetesimalerna och de fyra jätteplaneterna orsakade omloppsmigreringen av jätteplaneterna tills den yttre planetesimalskivan var uttömd.' Planetesimaler är steniga och isiga föremål som blivit över från planetbildningen.
'När Jupiter och Saturnus migrerade', fortsätter författarna, orsakade de förödelse på det unga asteroidbältet, 'extraherade asteroider till jordbaserade planetkorsande banor, och utarmade därigenom kraftigt asteroidbältets befolkning och orsakade kanske också ett sent kraftigt bombardement i den inre solen. Systemet.'
Det sena tunga bombardemanget antas 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 sa att ett rimligt nästa steg, för att bekräfta teorin om de nyligen beskrivna gläntorna i asteroidbältet, är att länka dem kronologiskt med bombardementet.
BILDBILDTEXT: Konstnärens skildring av asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Kredit: David Minton och Renu Malhotra
Källa: Natur