Юпитер помог Земле сформироваться в выгодном месте, говорится в исследовании
Ранний рост газового гиганта сформировал кольца, которые создали примитивные метеориты и определили архитектуру внутренней Солнечной системы.
Об этом сообщают в Университете Райса, передают OstanniPodii.com.
Новое исследование свидетельствует, что гигантская планета Юпитер кардинально изменила раннюю Солнечную систему, образовав кольца и прогалины, что в конечном итоге объясняет одну из древнейших загадок планетарной науки: почему многие примитивные метеориты образовались через миллионы лет после первых твердых тел. Исследование, в котором объединены гидродинамические модели роста Юпитера с моделированием эволюции пыли и образования планет, недавно было опубликовано в журнале Science Advances.
С помощью самых современных компьютерных моделирований планетологи обнаружили, что быстрый ранний рост Юпитера дестабилизировал газопылевой диск вокруг Солнца. Огромная гравитация планеты распространила волны по диску новорожденной Солнечной системы, создав «космические пробки», которые мешали мелким частицам спирально двигаться к Солнцу. Вместо этого эти частицы собрались в плотные полосы, где они могли сгруппироваться в планетезимали — каменистые зародыши планет.
Неожиданным поворотом является то, что планетезимали, образовавшиеся в этих полосах, не были первичными строительными блоками Солнечной системы. Вместо этого они представляют второе поколение, которое появилось позже в истории системы. Их рождение совпадает с рождением многих хондритов — семейства каменных метеоритов, которые сохраняют химические и хронологические следы раннего детства Солнечной системы.
«Хондриты — это как капсулы времени из раннего периода существования Солнечной системы», — сказал Исидоро, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете Райса. «Они падали на Землю в течение миллиардов лет, где ученые собирают и изучают их, чтобы разгадать тайны нашего космического происхождения. Тайна всегда заключалась в том, почему некоторые из этих метеоритов образовались так поздно, через 2–3 миллиона лет после первых твердых тел? Наши результаты показывают, что сам Юпитер создал условия для их запоздалого рождения».
Хондриты особенно важны, поскольку они являются одними из самых примитивных материалов, доступных науке. В отличие от метеоритов первого поколения строительных блоков, которые расплавились, дифференцировались и утратили свой первоначальный характер, хондриты сохраняют первозданную пыль Солнечной системы и крошечные расплавленные капли, которые называются хондрами. Их позднее образование десятилетиями озадачивало ученых.
«Наша модель связывает две вещи, которые раньше казались несовместимыми — изотопные отпечатки в метеоритах, которые бывают двух типов, и динамику формирования планет», — сказал Байбхав Шривастава, аспирант, работающий в лаборатории Изидоро. «Юпитер вырос рано, открыв прогалину в газовом диске, и этот процесс защитил разделение между внутренней и внешней частями Солнечной системы, сохранив их отличительные изотопные следы. Он также создал новые регионы, где позже могли образоваться планетезимали».
A) Солнечная система началась с гладкого газопылевого диска; B) Юпитер начинает расти и образует прогалину в диске; C) Юпитер вызывает образование множественных колец, где формируются материнские тела хондритов.
Исследование также помогает объяснить другую загадку Солнечной системы: почему Земля, Венера и Марс скучены вокруг 1 астрономической единицы от Солнца, а не движутся по спирали внутрь, как это происходит во многих внесолнечных планетных системах. Юпитер перекрыл поток газового материала во внутреннюю Солнечную систему, подавляя миграцию молодых планет внутрь. Вместо того, чтобы погружаться к Солнцу, растущие миры остались в этой области, где в конечном итоге образовалась наша Земля, а также ее соседи.
«Юпитер не просто стал самой большой планетой — он определил архитектуру всей внутренней Солнечной системы», — сказал Исидоро. «Без него мы, возможно, не имели бы Земли, которую знаем».
Эти выводы согласуются с удивительными структурами колец и промежутков, которые астрономы сейчас наблюдают в молодых звездных системах с помощью телескопа Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка (ALMA), самой сложной астрономической обсерватории, когда-либо построенной на Земле, расположенной на севере Чили.
«Глядя на эти молодые диски, мы видим начало формирования гигантских планет и преобразование их среды рождения», — сказал Исидоро. «Наша собственная Солнечная система не была другой. Ранний рост Юпитера оставил след, который мы можем прочитать и сегодня, зафиксированный в метеоритах, падающих на Землю».