Юпітер допоміг Землі сформуватися у вигідному місці, говорить дослідження

Раннє зростання газового гіганта сформувало кільця, які створили примітивні метеорити та визначили архітектуру внутрішньої Сонячної системи.

Про це повідомляють в Університеті Райса, передають OstanniPodii.com.

Нове дослідження свідчить, що гігантська планета Юпітер кардинально змінила ранню Сонячну систему, утворивши кільця та прогалини, що в кінцевому підсумку пояснює одну з найдавніших загадок планетарної науки: чому багато примітивних метеоритів утворилися через мільйони років після перших твердих тіл. Дослідження, в якому поєднано гідродинамічні моделі зростання Юпітера з моделюванням еволюції пилу та утворення планет, нещодавно було опубліковано в журналі Science Advances.

За допомогою найсучасніших комп′ютерних моделювань планетологи виявили, що швидке раннє зростання Юпітера дестабілізувало навколишній газопиловий диск Сонця. Величезна гравітація планети поширила хвилі по диску новонародженої Сонячної системи, створивши «космічні затори», які заважали дрібним частинкам спірально рухатися до Сонця. Натомість ці частинки зібралися в щільні смуги, де вони могли згрупуватися в планетезималі — кам′янисті зародки планет.

Несподіваним поворотом є те, що планетезималі, які утворилися в цих смугах, не були первинними будівельними блоками Сонячної системи. Натомість вони представляють друге покоління, яке з′явилося пізніше в історії системи. Їхнє народження збігається з народженням багатьох хондритів — родини кам′яних метеоритів, які зберігають хімічні та хронологічні сліди раннього дитинства Сонячної системи.

«Хондрити — це як капсули часу з раннього періоду існування Сонячної системи», — сказав Ізідоро, доцент кафедри наук про Землю, навколишнє середовище та планети в Університеті Райса. «Вони падали на Землю протягом мільярдів років, де вчені збирають і вивчають їх, щоб розгадати таємниці нашого космічного походження. Таємниця завжди полягала в тому, чому деякі з цих метеоритів утворилися так пізно, через 2–3 мільйони років після перших твердих тіл? Наші результати показують, що сам Юпітер створив умови для їхнього запізнілого народження».

Хондрити особливо важливі, оскільки вони є одними з найпримітивніших матеріалів, доступних науці. На відміну від метеоритів першого покоління будівельних блоків, які розплавилися, диференціювалися та втратили свій первісний характер, хондрити зберігають первозданний пил Сонячної системи та крихітні розплавлені краплі, які називаються хондрами. Їх пізнє утворення десятиліттями бентежило вчених.

«Наша модель пов′язує дві речі, які раніше здавалися несумісними — ізотопні відбитки в метеоритах, які бувають двох типів, і динаміку формування планет», — сказав Байбхав Шрівастава, аспірант, який працює в лабораторії Ізідоро. «Юпітер виріс рано, відкривши прогалину в газовому диску, і цей процес захистив розділення між внутрішньою та зовнішньою частинами Сонячної системи, зберігши їхні відмінні ізотопні сліди. Він також створив нові регіони, де пізніше могли утворитися планетезималі».

A) Сонячна система почалася з гладкого газопилового диска; B) Юпітер починає рости та утворює прогалину в диску; C) Юпітер спричиняє утворення множинних кілець, де формуються материнські тіла хондритів.

Дослідження також допомагає пояснити іншу загадку Сонячної системи: чому Земля, Венера й Марс скупчені навколо 1 астрономічної одиниці від Сонця, а не рухаються по спіралі всередину, як це відбувається в багатьох позасонячних планетних системах. Юпітер перекрив потік газового матеріалу до внутрішньої Сонячної системи, пригнічуючи міграцію молодих планет всередину. Замість того, щоб занурюватися до Сонця, світи, що зростали, залишилися в цій області, де зрештою утворилася наша Земля, а також її сусіди.

«Юпітер не просто став найбільшою планетою — він визначив архітектуру всієї внутрішньої Сонячної системи», — сказав Ізідоро. «Без нього ми, можливо, не мали б Землі, яку знаємо».

Ці висновки узгоджуються з дивовижними структурами кілець і проміжків, які астрономи зараз спостерігають у молодих зоряних системах за допомогою телескопа Атакамська велика міліметрова/субміліметрова решітка (ALMA), найскладнішої астрономічної обсерваторії, коли-небудь побудованої на Землі, що розташована на півночі Чилі.

«Дивлячись на ці молоді диски, ми бачимо початок формування гігантських планет і перетворення їхнього середовища народження», — сказав Ізідоро. «Наша власна Сонячна система не була іншою. Раннє зростання Юпітера залишило слід, який ми можемо прочитати й сьогодні, зафіксований у метеоритах, що падають на Землю».