מאדים הוא כוכב לכת קטן. למעשה, עבור מדענים שעושים דוגמנות למערכת סולארית, הכוכב הוא גם קטן. "כל מי שעושה הדמיות של איך אתה יוצר כוכבי לכת יבשתיים בסופו של דבר עם מאדים שהוא גדול פי 5-10 מכפי שהוא בחיים האמיתיים." מינטון עבד לצד הקולגה ד"ר האל לויסון בכדי ליצור הדמיות חדשות המסבירות את גודלו הקטן של מאדים על ידי הכללת ההשפעה של מה שמכונה הגירה מונעת פלנטוסימלית. בנוסף, חפצים קטנים שמינטון מכנה "מרסטיניס" עלולים לרגש או לטלטל את הרעיונות שלנו לגבי מערכת השמש המוקדמת וההפצצה הכבדה המאוחרת.
מדענים פלנטריים מסכימים כי כוכבי הלכת היבשתיים התגבשו במהירות רבה במהלך 50-100 מיליון השנים הראשונות להיסטוריה של מערכת השמש וכיוון ירחנו נוצר מהשפעה בין חפץ בגודל מאדים לבין כדור הארץ הפרוטו בשלב מסוים באותה תקופה. הרבה אחר כך היה ההפצצה הכבדה המאוחרת, פרק הזמן בו התגבשו מספר גדול של מכתשי השפעה על הירח בפרק זמן של שבעים מיליון מיליון שנה בלבד - ועל ידי מסקנה ככל הנראה גם אדמה, מרקורי, ונוס ומאדים.
מרבית תיאוריות ההיווצרות הפלנטארית אינן יכולות להסביר את תקופת ההפצצה האינטנסיבית הזו כל כך מאוחר בתולדות מערכת השמש, אך לויסון היה חלק מצוות שבשנת 2005 הציע את המודל של ניס, שהציע כיצד הופצצה ההפצצה הכבדה המאוחרת כאשר כוכבי הלכת הענקיים - שהתגבשה בתצורה קומפקטית יותר - התרחקו במהירות זה מזה (והפרידות המסלול שלהם כולן התגברו), ודיסק של "כוכבי לכת" קטנים שהיו מונחים מחוץ למסלולי כוכבי הלכת התייצב, וגרם למסירה מסיבית פתאומית של אלה פלנטימלים - אסטרואידים ושביטים - למערכת השמש הפנימית.
אבל, לפי המודל, ככל הנראה, גם פלנטימלים גרמו לנדידת כוכבי הלכת. כוכבי הלכת נוצרו מתוך דיסק ענק של גז, אבק, פסולת סלעית וקרח סביב השמש הקדומה. פסולת מתלכדת ליצירת עצמים גדולים יותר בכוכב לכת, והדמיות מראות כי עצמים גדולים יותר בגודל פלנטה המוטמע בדיסק של חפצים קטנים יותר נודדים כתוצאה מתנופה זוויתית ושמירת אנרגיה כאשר כוכבי הלכת מפזרים את הכוכבים הדמיוניים שהם פוגשים.
"הפרעות מחפצים קטנים סלעיים או קרחיים המקיפים אובייקט גדול יותר יכולים לגרום לאובייקט הגדול יותר 'לגלוש' לאורך הדיסק," אמר מינטון ל- Space Magazine. "בכל פעם שהפלנטסימלים הקטנים האלה נתקלים באובייקט הגדול יותר הם למעשה גורמים לדחיפה קטנה במיקומו של האובייקט הגדול יותר. מתברר שאם אתה מבצע את החשבון במתמטיקה, אם יש איזושהי חוסר איזון קל במספר החפצים הנתקלים בצד השמש לעומת המפגש בצד האנטי-סוני, אתה יכול למעשה לגרום לתנועה נטו של הגוף הגדול, זה קורה די מהר. "
מינטון ולוויסון מיישמים את אותה פיזיקה של הגירה מונעת פלנטסימלית על היווצרות כוכבי הלכת היבשתיים.
"במקרה של מאדים, דמיין את העוברים הפלנטריים האלה שנמצאים באזור כדור הארץ ונוס," אמר מינטון. "ואז יש לך עובר קטן אחד שצומח להיות בגודל מאדים, והוא יתחיל לנדוד בגלל הגירה מונעת פלנטסימלית וזה יתחמק משאר החבר'ה. אז הוא עזב את החבילה, וכשהוא עובר דרך הדיסק, הוא מתרחק מהמקום בו מתרחשת כל הפעולה. "
אז צמיחתו של מאדים נתקעה בגודלה הנוכחי מכיוון שהתרחק מחומרי בניית הכוכב.
מינטון אמר שההדמיות שלהם מהעבודה הזו ממש טובות.
"עשינו הרבה מתמטיקה וההגירה די מהירה," הוא אמר, "ומאדים יכולים לנדוד דרך הדיסק לפני שכל כוכב לכת אחר בגודל מאדים יוכל להיווצר. במערכת סולארית מוקדמת שבה יש לך מאדים שנמצאים בשולי הדיסק בשעה 1.5 AU, שם היא נמצאת כרגע וכל הפעולות האחרות שמתרחשות באזור כדור הארץ ונוס, אז כדור הארץ ונוס הצליחו גדלים לגודל שהם עכשיו, שם שניהם בערך באותו גודל ומסה ומאדים תקועים מעצמו. "
ועם מאדים ישנו פיתול של מרסטיניס, שיכול להציע הסבר חלופי להפצצה הכבדה המאוחרת.
מאדים הנודדים יכול היה להרים פלנטימלים בתהודה שלו, שם שני גופות המסתובבות או יותר משפיעות זו על זו.
"זה בכלל לא מובן מאליו," אמר מינטון, "אבל אפשר לחשוב שאותו דבר קרה במערכת השמש החיצונית וזה מה שנתן את פלוטו למסלולו. אנו חושבים שפלוטו נאסף למעשה בתהודה 3: 2 עם נפטון כשנפטון היגרה החוצה, וזו הסיבה שפלוטו ושאר "פלוטינוס" אחרים חיים בתהודה הזו עם נפטון. "
הפלוטינו הם חפצים אחרים של חגורת קויפר ליד פלוטו. תהודה זו פירושה שפלוטו והפלוטינו מסתובבים סביב השמש שלוש פעמים בכל 2 פעמים שנפטון עושה. ישנם גם שני טינוסים, הנתפסים בתהודה 1: 2 עם נפטון - ונמצאים לכיוון הקצה החיצוני של חגורת קויפר. ההדמיות החדשות מראות ששורות התהודה הללו כמעט כמו זרימת שלג, וכשנפטון היגרה החוצה היא הרימה את כל הגופים הקטנים והקפואים האלה, פלוטו והפלוטינו.
זה יכול היה לקרות גם למאדים, וכאשר מאדים נודד דרך הדיסק הוא גם היה מרים חפצים קטנים.
"החלטתי להתקשר למרסטיניס האלה, לשמור על הנושא פלוטינו ודו-טינו," אמר מינטון בחיוך. "אני לא יודע אם זה יידבק או לא."
אבל הדבר המעניין במארסטיני, אמר מינטון, הוא שתהודה 3: 2 עם מאדים היא למעשה אזור לא יציב מאוד.
"יש שם למעשה תהודה עם סטורן שהייתה קיימת רק בזמן ההפצצה הכבדה המאוחרת", הוא אמר, "אז לפני כן, סטורן - אנו חושבים - היה במצב אחר, ולכן התהודה הספציפית הזו הייתה במצב אחר . אז רק לאחר שכוכבי הלכת הענקיים היגרו למיקומם הנוכחי, מיקום התהודה הזה הפך לא יציב. אז אנחנו חושבים שהמרסטיני האלה היו יציבים ובתקופת הביניים ההיא שבין סוף היווצרות הכוכבים להפצצה הכבדה המאוחרת, פתאום אזור זה הפך לא יציב כאשר כוכבי הלכת העבירו עמדות למיקומם הנוכחי. "
אז האם המרסטינים יכולים להיות אחראיים להפצצה הכבדה המאוחרת?
"המרסטיני האלה נדחקו מכוכב הלכת ויצרו אזורים אל חגורת האסטרואידים", אמר מינטון, "ואז פתאום נפלו כוכבי הלכת וכל האזור הזה הפך לא יציב ולכן כולם יכלו לזרוק למערכת השמש הפנימית בסופו של דבר להכות את הירח. "
יש עוד כמה ויכוחים, בהם המרסטינים מתאימים לפרופיל של מה שפגע בירח במהלך ההפצצה הכבדה המאוחרת.
"יש לנו סיבות לחשוב שהחפצים שפגעו בירח במהלך ההפצצה הכבדה המאוחרת היו כמו אסטרואידים, אבל לא בדיוק כמו האסטרואידים שיש לנו עכשיו," אמר מינטון. "אז יש כמה טיעונים כימיים שאתה יכול להעלות, אתה יכול גם לטעון כמה מההסתברויות להשפעה שאולי לא הספיקה מסה בחגורת האסטרואידים כדי לספק את כל האסטרואידים וההשפעות שאנחנו רואים על הירח."
אבל ישנם נושאים בולטים אחרים כמו כמה זמן נמשכה ההפצצה הכבדה המאוחרת, כשהיא התחילה, היו שביטים חשובים אי פעם בהיסטוריה של ההפצצה של הירח או שהכל אסטרואידים? מינטון אמר כי חקר אחר הירח יענה על הרבה מהשאלות הללו.
"אלה כל הדברים שאנחנו באמת צריכים ללכת לירח כדי לגלות וכמעט אין לשום מקום אחר שאתה יכול ללכת לעשות את זה. זה באמת אחד המקומות הטובים ביותר להגיע להבנת כל ההיסטוריה של מערכת השמש.
מינטון יציג את ממצאיו בוועידת המדע הירחי והפלנטרי הקרוב במארס 2011.
אתה יכול להאזין לראיון שקיימתי עם מינטון בנושא הגירה מונעת פלנטסימאלית עבור הפודקאסט של מכון המדע הירחי של נאס"א (זמין גם ב 365 ימי האסטרונומיה.)
