Полет века: миссия НАСА “Люси” раскроет тайны Солнечной системы
Если не произойдет никаких внештатных ситуаций, Люси достигнет своей первой цели, астероида из главного пояса, в 2025 году. Затем зонд отправится к троянам, которые будет исследовать в серии облетов с 2027 по 2033 год. Данные космического корабля с подробным описанием цвета астероидов, состава, плотности и кратеров должны помочь ученым выяснить, когда и где они образовались в Солнечной системе. Кроме того, эта информация поможет смоделировать процессы, которые происходили в молодой Солнечной системе.
Надо сказать, что название “Люси” выбрана не спроста. Ученые НАСА были вдохновлены знаменитой одноименной окаменелостью — скелетом древнего предка человека возрастом 3,2 миллиона лет. В некотором смысле троянцы Юпитера играют ту же роль, что и эти культовые кости: они хранят в себе историю далекого прошлого, которую ученые могут использовать, чтобы понять наше настоящее.
Миссия Люси основана на сложной траектории, по которой космический корабль будет совершать шестилетний оборот вокруг Солнца. После серии облетов Земли, чтобы использовать гравитацию нашей планеты для дополнительного ускорения, Люси пролетит мимо астероида главного пояса 52246 Дональд Джохансон, шириной 2,5 мили. Он был назван как раз в честь в честь палеоантрополога, который открыл окаменелость Люси.
Затем космический корабль пройдет через ведущий рой троянцев в 2027 году. Корабль за один проход облетит сразу пять таких астероидов. Следующий проход намечен на 2033 год, когда зонд погрузится в замыкающий рой.
На самой дальней точке Люси окажется на расстоянии около миллиарда километров от Солнца, где солнечный свет составляет лишь несколько процентов от того, что мы получаем на Земле. Поэтому космический корабль имеет около 8000 отдельных солнечных элементов, разбросанных по его поверхности.
Что представляют собой троянцы и почему они важны для ученых
По оценкам астрономов, рядом с газовым гигантом вращается несколько сотен тысяч троянцев. Более половины из них были обнаружены с 2010 года благодаря постоянным улучшениям в телескопических обзорах, охватывающих ночное небо. В течение десятилетий эти астероиды считались просто остатками образования крупнейших спутников Юпитера. Но за последние 25 лет ученые осознали, что их история может быть более сложной. Поэтому трояны Юпитера могут дать важные ключи к разгадке хаотической юности нашей Солнечной системы.
Трояны Юпитера чрезвычайно разнообразны по цвету, размеру и некоторым особенностям орбит. Кроме того, они различаются по размеру от менее километра в диаметре до более сотни километров. Астрономы знают из телескопов на Земле, что не все они сделаны из одних и тех же материалов. Каким-то образом эта смесь маленьких тел оказалась на чрезвычайно стабильных орбитах рядом с Юпитером.
“Поскольку они находятся на одной орбите с Юпитером, являются своего рода свидетелями всего, что произошло с этой планетой. Раскрытие истории Юпитера, самой большой планеты, имеет решающее значение для познания истории всей Солнечной системы” — говорит Симона Пирани, научный сотрудник Копенгагенского университета.
В настоящее время существует множество теорий того, как образовывалась солнечная система. В частности, в 2005 году ученые из Обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция, опубликовали влиятельную гипотезу, которая теперь называется моделью Ниццы. Она предполагает, что в раннем возрасте Солнечной системы в ней царила эпоха хаоса.
Модель Ниццы и другие подобные сценарии предполагают, что Солнечная система начиналась огромного количества маленьких тел. Как только из мелких объектов сформировались Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, они мигрировали внутрь системы. Причем, когда планеты-гиганты развернулись по спирали и направились к своему нынешнему положению, они разбросали множество маленьких тел за пределы Солнечной системы. Таким образом образовался пояс Койпера. К слову, как утверждают некоторые ученые, астероиды пояса Койпера указывают на то, что Солнечная система имеет девятую, пока неизвестную нам планету. Некоторые теории даже предполагают, что примерно в это время из Солнечной системы мог быть изгнан пятый газовый гигант, что усугубило хаос.
Юпитер мог захватывать свои троянские астероиды во время этого потрясения. Многие из них, вероятно, образовались за пределами Нептуна. За годы, прошедшие с момента первой публикации модели Nice, теоретики обновили ее, чтобы попытаться объяснить еще больше необычных особенностей троянов. Другие исследовали, предполагают, что некоторые из троянцев Юпитера могли быть захвачены еще раньше при формировании Солнечной системы, возможно, даже когда юный Юпитер был размером с Землю.
Но чтобы проверить все эти теории о формировании и эволюции Солнечной системы, ученым необходимо поближе посетить троянцев Юпитера. Именно эта задача и возлагается на Люси.