Пояс Астероидов можно разделить на две части: Цереру и всё остальное. На Цереру приходится треть общей массы пояса, при том что диаметр этого вращающегося в 2.7 астрономических единицах от Солнца тела всего 920 километров. Церера в 80 раз легче Луны. Однако, скромный размер не мешает ей быть полноценным планетоидом с металло-силикатным ядром, силикатной мантией и, на бонус, внешней ледяной мантией толщиной 100 километров. Поскольку свойства льда с глубиной на Церере не меняются, корой, за неимением лучшего, можно считать достигающего толщины 100-200 метров слой местного, похожего на глину реголита, состоящего из космической пыли и льда. Эта «кора», впрочем, во многих местах отсутствует, ибо пробита при образовании кратеров, или просто сползла с крутых склонов. Это тяжёлая глина. В отличие от земной, в ней велико содержание железа, потому что из него в значительной мере состоит космическая пыль.
Факт наличия на Церере большого количества воды (и даже с небольшой примесью аммиака) труднообъясним. Нигде более в поясе астероидов лёд в товарных количествах не встречается, — условия не располагают. Возможно, вода выплавилась из переживающих дифференциацию недр, или же планетоид долгое время провёл на более удалённой орбите. В любом случае, ещё труднее объяснить, почему вода на Церере частично (речь о существовании покрывающего всю поверхность подлёдного океана не идёт) остаётся жидкой. Вероятно, причина кроется в выполняющем роль антифриза аммиаке и высоком содержании соли… Что тоже странно. Тем не менее, высочайшей горой планетоида является 4.5-километровый криовулкан Ахуна. Судя потому, что Церера периодически обзаводится временной атмосферой из водяного пара, это действующий вулкан. И он, явно, не один. Поверхность планетоида кратерирована сравнительно слабо, что указывает не геологическую активность. Откуда Церера берёт энергию — загадка.
«Остальное» — это не поддающееся учёту количество мелочи диаметром от сотен метров до десятков километров. Количество более крупных объектов не велико, — и это остатки планетоидов подобных Церере, но разбитых. О подавляющем большинстве из астероидов известны только элементы орбиты, светимость и спектральные характеристики. По спектру можно определить из какого материала состоит астероид. Сделав поправку на отражающую способность данного вещества можно на основании светимости определить размер объекта, а по периодическим изменениям светимости — и его примерную форму. Масса и плотность вычисляются по изменению орбиты под воздействием гравитации других тел.
Большая часть астероидов — состоящие из хондритов планетезимали или их осколки. Сваренная космическими излучениями силикатная и металлическая пыль содержит сульфиды, разнообразные соединения углерода и большую (до 22%) долю воды, преимущественно связанной. В первичном твёрдом веществе Солнечной системы можно найти массу интересного — вплоть до аминокислот и пуринов. Меньшая часть астероидов, в том числе все наиболее крупные, — обломки планетоидов, уже переживших расплавление и дифференциацию недр. Среди них можно различить куски коры, каменной мантии, оливина — магматической породы, образующейся при самых высоких температурах, и фрагменты металлических ядер. Наиболее крупный железо-никелевый астероид это Психея размером 240х185х145 км.
Именно присутствие в поясе большого количества первичных тел указывает, что планета не успела сформироваться в этом кольце. Если бы формирование, даже не планеты, а хотя бы планетоидов, завершилось, хондриты переплавились бы в их недрах в «планетарные» разновидности камня. Отдельным основанием для такого вывода служит и Церера, которая явно не является частью более крупного тела.
До тех пор, пока вещество распределено в кольце равномерно, центр его масс примерно совпадает с Солнцем. Таким образом кольца друг другу не мешают. Каждое из тел в кольце, даже самое малое, находится под воздействием притяжения только Солнца и ближайших соседей. Но когда образуется планета и вся масса кольца сосредотачивается в одной точке, картина полностью меняется. «Созревшая» планета пытается таскать материал и из чужих колец. А если эта планета — Юпитер — данные попытки будут удачными.
Нужно отметить, что изначально вещество в протопланетном диске было распределено по справедливости. Внутренние кольца являлись самыми тонкими, зато и самыми плотными. Внешние всё шире и всё разреженнее. Масса каждого из 10 колец получалась сравнимой, — в крайних поменьше, в центральных побольше, но в пределах одного порядка величины. Ситуация изменилась, когда Солнце из сжимающегося облака газа превратилось в звезду и стало светить. Давление излучения вымело из внутренних колец газ, из которого туманность едва ли не полностью состояла. Не только водород и гелий, но и метан, углекислоту, аммиак и воду, которые во внутренней части системы присутствовали в виде пара.
Но во внешних кольцах, начиная с шестого — с кольца Юпитера — вода замерзала, а пылинку излучению передвинуть куда труднее, чем отдельную молекулу. Это сразу обеспечило Юпитеру преимущество на старте. Ледяные тела собирали аммиак и углекислоту, пока не разрослись настолько, чтобы удержать водород и гелий, изгнанные Солнцем примерно в те же края.
Юпитер успел раньше. И не стоит думать, что он поглотил только Фаэтон. Теми или иными путями Юпитеру досталось вещество шести внутренних колец, что составило две трети протопланетной массы. Просто от колец Меркурия, Венеры и Земли ему достались только лёгкие вещества. Из четвёртого пояса — и большая часть тяжёлых тоже. По сути, оттуда Юпитер не смог утащить только крупнейший из планетоидов, ныне известный, как Марс. Марс всё-таки сумел расчистить свою орбиту от малых тел, собрав оставшиеся материалы, но сильно уже не вырос. А ведь он должен был оказаться крупнее третьей планеты — Земли. Из пятого же пояса Юпитер забрал всё. Церера, оставшаяся там «за старшего», оказалась недостаточно велика, чтобы собрать крошки.
Почему астроиды не пытаются в наше время собраться в одно тело? Пытаются, но от пояса осталось 0.01% первоначальной массы. Соответственно, сила взаимного тяготения снизилась во столько же раз. Плюс, пояс теперь рассеян. Орбиты размазаны на три астрономические единицы, наклоны и эксцентриситеты стали очень разнообразными и большими. И если два астероида сталкиваются, их относительная скорость слишком велика для того, чтобы обломки удержались в общей гравитационной яме. Импакты ведут лишь к дальнейшей фрагментации.
А почему Юпитер не поглотит жалкие остатки пояса Фаэтона? Постепенно он это делает. В настоящий момент выжили лишь астероиды по разными причинам для Юпитера труднодоступные. Там где воздействие гиганта особенно сильно, вблизи резонансных орбит — период обращения по которым соотносится с периодом Юпитера, как целые числа, — в поясе возникли бреши. А примерно пятая часть астероидов вообще перебралась на орбиту самого Юпитера, образовав скопления вблизи Лагранжевых точек — со смещением 60, 180 и 300 градусов. Оттуда из выковыривать особенно трудно.
Но Юпитер старается. Из-за воздействия солнечных света и ветра время жизни астероида в районе орбиты Земли — всего около 100 миллионов лет. Однако, геологическая летопись нашей планеты показывает, что частота импактов последние 3.8 миллиарда лет, — после завершения «второй тяжёлой бомбардировки» — примерно постоянная. И это значит, что популяция околоземных астероидов постоянно пополняется. Юпитер время от времени выбивает неосторожные камни из пояса и следит за тем, чтобы внутренние планеты не скучали.
…И да. Где же в печальной судьбе Фаэтона русский след? Там даже не след! В поясе астероидов имеется целая Россия. Так именуется один из астероидов. Можно даже сказать, что это Россия идеализированная, если иметь в виду вкусы либеральных мыслителей, — маленькая (57 километров в диаметре) и без нефти. Впрочем, примерно также в поясе астероидов выглядит и, например, Бразилия. И Халва. Астроном, открывший астероид, может назвать его, как захочет. Один очень любил халву.
Но кто-то и динозавров любит. Трицератопс, Игуанодон — просто большие, несущиеся в пустоте камни.
