Метеороиды, которые мы видим как метеоры в ночном небе, имеют размер маленьких камешков. На самом деле они того же размера, как были во время формирования нашей Солнечной системы. Тогда их скопления коллапсировали и превратиилсь в кометы, рассказывает ведущий автор исследования Питер Дженнискенс из Института SETI и NASA.

По мере формирования Солнечной системы крошечные частицы в диске вокруг молодого Солнца постепенно увеличивались в размерах, пока не стали размером с мелкие камни.

"Как только галька становится достаточно большой, чтобы больше не перемещаться вместе с газом, она начинает разрушаться в результате взаимных столкновений, — объясняет соавтор работы, планетолог Пол Эстрада из NASA. — Кометы и примитивные астероиды образовались, когда облака из этих камешков коллапсировали в тела размером в километр и больше".

Сегодня, когда кометы приближаются к Солнцу, они распадаются на более мелкие части, называемые метеороидами. Эти объекты какое-то время продолжают двигаться по старой орбите, а затем, если попадут в атмосферу Земли, могут создавать метеоритные дожди.

"Мы предположили, что кометы рассыпаются до размеров гальки, из которой они состоят, — рассказывает Дженнискенс. — В таком случае распределение размеров, а также физические и химические свойства молодых метеороидных потоков все еще содержат информацию об условиях в протопланетном диске во время коллапса".

Дженнискенс и его команда профессиональных астрономов и любителей используют глобальную сеть специальных видеокамер для отслеживания метеоров в рамках спонсируемого НАСА проекта под названием CAMS — или Cameras for Allsky Meteor Surveillance.

"Эти камеры измеряют траекторию метеороидов, их высоту, когда те загораются, и то, как они замедляются в атмосфере Земли", — объясняет Дженнискенс отмечая, что им удалось даже измерить состав некоторых из попавших в атмосферу объектов.

Команда изучила 47 молодых метеорных потоков. Большинство из них представляют собой обломки двух типов комет: семейства Юпитера из Рассеянного диска пояса Койпера за Нептуном и долгопериодических, из Облака Оорта, окружающего нашу Солнечную систему. Последние движутся по гораздо более широким орбитам и гораздо слабее удерживаются гравитацией звезды.

"Мы обнаружили, что долгопериодические кометы часто распадаются на размеры, указывающие на мягкие условия аккреции (процесс увеличения размеров космического объекта путем притягивания материи — прим. ред.), — говорит Дженнискенс. — Их метеороиды имеют низкую плотность. Потоки осколков содержат довольно постоянные 4% твердых объектов, которые в прошлом нагревались, а теперь становятся ярче только попадая в более глубокие слои атмосферы Земли. В них обычно мало натрия".

С другой стороны, кометы семейства Юпитера обычно распадаются на более мелкие и плотные метеороиды. Они также содержат в среднем более 8% твердых материалов и демонстрируют большее разнообразие в своем составе.

"Мы пришли к выводу, что эти кометы семейства Юпитера состоят из гальки, которая достигла точки, когда фрагментация стала важной частью эволюции их размеров, — объясняет Эстрада. — Ближе к Солнцу ожидается более высокая примесь материалов, которые в прошлом нагревались".

Примитивные астероиды сформировались еще ближе к Солнцу, хотя речь все еще идет о регионе за пределами орбиты Юпитера. Эти объекты производят метеорные дожди с еще более мелкими частицами, показывая, что их каменные строительные блоки подверглись еще более агрессивной фрагментации.

"Хотя в обеих группах есть исключения, из этого следует, что большинство долгопериодических комет образовались в более мягких условиях роста частиц, — говорит Эстрада. — Возможно, вблизи края Транснептунового диска, расположенного на расстоянии 30 астрономических единиц". 

По его словам, большинство комет семейства Юпитера сформировались ближе к Солнцу, где камни достигли или преодолели барьер фрагментации, в то время как примитивные астероиды образовались в регионе, где появлялись ядра планет-гигантов.

Как это возможно? Пока планеты-гиганты росли, Нептун двигался наружу и разбрасывал кометы и астероиды из оставшегося протопланетного диска. Это перемещение, вероятно, создало как Рассеянный диск пояса Койпера, так и Облако Оорта. Этим же можно было объяснить одинаковые свойства как долгопериодических, так и комет семейства Юпитера, но результаты наблюдений это не подтверждают.

Дженнискенс предполагает, что звезды и молекулярные облака в области рождения Солнца уже давно оказали свое влияние на широкие орбиты. В то же время долгопериодические кометы, которые мы видим сегодня, были рассеяны, когда наше светило покинуло тот регион. 

"Кометы семейства Юпитера всегда находились на более коротких орбитах и ​​собирали образцы всех объектов, рассеянных Нептуном на своем пути", — говорит ученый.

Исследование опубликовано в журнале Icarus.