Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов. Это гигантское скопление камней всех размеров, которое часто называют «несостоявшейся планетой». Ученые полагают, что около 4,6 миллиардов лет назад, когда формировалась наша планетная система, материал в этом регионе должен был объединиться в полноценную планету. Однако этому помешала мощная гравитация Юпитера.

Вместо того чтобы сталкиваться и слипаться, обломки начали разбиваться друг о друга. В результате то, что мы видим сегодня — это лишь жалкие остатки, чья общая масса составляет всего около 3% от массы Луны, разбросанные на миллионы километров.

Но влияние Юпитера на этом не закончилось. Существуют так называемые гравитационные резонансы — особые зоны, где орбитальные периоды астероидов входят в ритм с орбитами Юпитера, Сатурна и даже Марса. Эти гравитационные «качели» дестабилизируют астероиды, вышвыривая их обломки либо во внутреннюю часть Солнечной системы в сторону Земли, либо вовне, к Юпитеру. Те же осколки, что не могут вырваться, продолжают сталкиваться и постепенно превращаются в мелкую пыль.

Группа астрономов под руководством Хулио Фернандеса из Университета Республики в Уругвае подсчитала, с какой скоростью пояс астероидов теряет свое вещество. Оказалось, что ежегодно он истощается примерно на 0,0088% от той массы, что еще участвует в столкновениях.

«Цифра может показаться незначительной, но это огромный поток вещества, если рассматривать его в масштабах миллиардов лет жизни Солнечной системы», — поясняют исследователи.

Расчеты показывают, что около 20% улетающих обломков становятся астероидами и метеороидами, которые периодически пересекают орбиту Земли и иногда эффектно сгорают в нашей атмосфере в виде метеоров. Остальные 80% в результате постоянных столкновений перемалываются в мелкую пыль. Эта космическая пыль создает слабое свечение, известное как зодиакальный свет, которое можно увидеть на очень темном небе после заката или перед рассветом.

Крупнейшие обитатели пояса — астероиды Церера, Веста и Паллада — в этом исследовании не учитывались. Они являются своеобразными «старожилами» и уже не участвуют в активном процессе измельчения и потери массы.

Ученые выяснили, что если текущие темпы потери массы были примерно одинаковыми, то около 3,5 миллиардов лет назад пояс астероидов мог быть на 50% массивнее, а скорость его «убыли» была в два раза выше. Эти данные хорошо согласуются с геологическими свидетельствами на Луне и Земле, которые указывают, что интенсивность метеоритной бомбардировки значительно снизилась за последние миллиарды лет.

«Пояс астероидов часто считают неизменным элементом нашей Солнечной системы, но наше исследование показывает, что это динамическая структура, которая постепенно теряет вещество на протяжении миллиардов лет», — отмечают авторы работы.

Следы этого бурного прошлого — слои оплавленных стеклянных шариков в земных породах — свидетельствуют о временах, когда пояс астероидов забрасывал нашу планету гораздо большим количеством обломков. Сегодня эта бомбардировка превратилась в тонкую струйку, но она не прекратилась полностью.