Jak Jowisz kształtował Układ Słoneczny?
Naukowcy dzięki symulacjom komputerowym lepiej zrozumieli to jak Jowisz kształtował Układ Słoneczny, w tym również jak ten gazowy olbrzym wpływał na formowanie się Ziemi.
.W ramach nowego badania, naukowcy z Rice University, połączyli modele hydrodynamiczne wzrostu Jowisza z symulacjami ewolucji pyłu i formowania się planet. Analizy potwierdziły, że gazowy olbrzym w znaczący sposób zmienił wczesny Układ Słoneczny i pomogły wyjaśnić jedną z największych zagadek w naukach planetarnych – dlaczego wiele prymitywnych meteorytów powstało miliony lat po pierwszych większych ciałach niebieskich. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science Advances.
Dzięki najnowocześniejszym symulacjom komputerowym astronomowie odkryli, że szybki wczesny wzrost Jowisza destabilizował otaczający Słońce dysk gazu i pyłu. Ogromna grawitacja planety wywołała w nim fale, tworząc „kosmiczne zatory”, które uniemożliwiły małym cząsteczkom spiralne zbliżanie się do Słońca. Zamiast tego gromadziły się one w gęstych pasmach, gdzie mogły łączyć się w planetozymale – skaliste zalążki planet.
Tym co zaskoczyło badaczy było to, że planetozymale powstałe w tych pasmach nie były pierwotnymi elementami budulcowymi Układu Słonecznego. Stanowiły one raczej drugą generację, która powstała w późniejszym okresie historii naszego kosmicznego sąsiedztwa. Ich uformowanie zbiega się w czasie z pojawieniem się wielu chondrytów – rodziny meteorytów kamiennych, które zachowały ślady chemiczne z początków Układu Słonecznego.
„Chondryty są jak kapsuły czasu z początków Układu Słonecznego, które spadają na Ziemię od miliardów lat. Naukowcy je zbierają i badają, aby odkryć wskazówki dotyczące naszych kosmicznych początków. Zagadką zawsze było: dlaczego niektóre z tych meteorytów powstały tak późno, dwa do trzech milionów lat po pierwszych większych ciałach? Nasze wyniki pokazują, że to sam Jowisz stworzył warunki dla ich opóźnionego powstania” – mówi André Izidoro z Rice University.
Chondryty są zdaniem astronomów szczególnie ważne, ponieważ są jednymi z najbardziej prymitywnych materiałów dostępnych dla nauki. W przeciwieństwie do meteorytów z pierwszej generacji elementów budulcowych – które stopiły się, wymieszały i utraciły swój pierwotny charakter – chondryty zachowały pierwotny pył z dysku protoplanetarnego i maleńkie stopione kropelki zwane chondry. Ich późne powstanie od dziesięcioleci stanowiło zagadkę dla badaczy.
„Nasz model połączył dwie rzeczy, które wcześniej wydawały się nie pasować do siebie – izotopowe ślady w meteorytach, które występują w dwóch odmianach, oraz dynamikę powstawania planet. Jowisz powstał wcześnie, tworząc lukę w dysku gazowym, a proces ten chronił separację między materiałami wewnętrznego i zewnętrznego Układu Słonecznego, zachowując ich odrębne sygnatury izotopowe. Stworzył również nowe regiony, w których znacznie później mogły powstać planetozymale. Podkreśla to jak bardzo Jowisz kształtował Układ Słoneczny” – Baibhav Srivastava z Rice University.
Jak tłumaczą astronomowie, badanie to pomaga również wyjaśnić kolejną tajemnicę Układu Słonecznego – dlaczego Ziemia, Wenus i Mars powstały i utrzymały się około jednej jednostki astronomicznej od Słońca, zamiast powoli spiralnie zbliżać się do niego, jak ma to miejsce w wielu innych układach planetarnych. Jowisz odciął przepływ gazów w kierunku wewnętrznej części Układu Słonecznego, hamując migrację młodych planet do wewnątrz. Zamiast zbliżać się do Słońca, te rozwijające się światy pozostały uwięzione na obecnych miejscach, gdzie uformowały się do znanych dziś planet.
.„Jowisz nie był największą planetą – ustanowił również architekturę całego wewnętrznego Układu Słonecznego. Bez niego Ziemi mogłaby wyglądać zupełnie inaczej. Odkrycia te są również zgodne z tym co obserwujemy w innych układach planetarnych we Wszechświecie” – André Izidoro z Rice University.
Oprac. EG
