Naprendszerünk korai napjain a Jupiter kétes hírnevet visel. Bizonyos értelemben az óriás a Föld védelmezőjeként szolgált, gravitációjával veszélyes törmeléket dobott el a sziklás bolygóktól. Ugyanakkor a Jupiter esetleg anyagot is behegesztett, és hidrogénben gazdag aszteroidákat és bolygóembriókat, vagy síkbeli mintákat összetört a zsúfolt fiatal földi bolygókba.
kapcsolodo tartalom
- A Jupiter villám sokkal földi-szerűbb, mint gondoltuk
- Hogyan viselkedett egy fiatal Jupiter védőként és pusztítóként egyaránt
A kutatók most azt sugallják, hogy a Jupiter és más gázipari óriások ilyen módon hozzájárulhatnak valami máshoz, amely döntő jelentőségű a sziklás világokban: a víz.
Lehetséges, hogy a legtömegebb világok vízben gazdag törmeléket vágtak le a külső Naprendszerből, hogy a sziklás világokra esjenek. Az új kutatások azt sugallják, hogy a folyadék, az élet kulcsfontosságú alkotóeleme, kiszállításához valószínűleg nem volt szerencse. Ehelyett minden bolygórendszernek, amely elég szerencsés a külvárosában egy gáz óriás befogadására, automatikusan vízben gazdag anyagnak kell esnie a sziklás belső bolygóikon.
Miután a gáz óriások teljes mértékben kifejlődtek, veszélyesek lehetnek az a hulladék, amelybe bejutnak. Születésük kulcsfontosságú szakaszában azonban hidrogénben gazdag anyagot dobnak el, amely a földkéregbe és köpenybe zárva marad, később oxigénhez kötődik és vízzé válik.
"A kialakulási folyamat során ezt a nagy bolygómintát az egész helyre eljuttatják, és néhányan belemenekülnek a földi bolygókba" - mondta Sean Raymond, egy csillagász, aki a franciaországi Bordeaux Egyetemen vizsgálja a bolygók fejlődését, és egy tanulmány vezető szerzője. megjelent az Icarus folyóiratban . A gáz óriások szerepének modellezésével a korai Naprendszerben Raymond megállapította, hogy a különféle méretű óriásbolygók elkerülhetetlenül vízben gazdag anyagot dobtak a belső rendszerbe, ahol a sziklás világok folyékony vízként tarthatják azt felületükön.
A víz természetesen kulcsszerepet játszik az élet fejlődésében, ahogy azt a Földön ismerjük. Tehát, amikor a Naprendszeren kívüli vadászati világokra van szükség, akkor a sziklás világok, amelyek képesek befogadni az értékes folyadékot, úgy gondolják, hogy a földönkívüli élet legjobb vadászterületei. A nyolcvanas évek óta a kutatók küzdenek annak meghatározásában, hogy a víz miként érkezett a Földre. Manapság a gyanúsított szénben gazdag aszteroidák.
A fiatal naprendszerben gyakoriak voltak az ütközések és a keringő pályák keresztezték egymást, és a korai aszteroidákat továbbra is könnyen befolyásolták a más bolygókkal való szoros találkozók, amelyek gravitációja sziklás világok felé dobta őket. "Azt hiszem, ez egy nagyon érdekes történet, és egy alapvető fontosságú, ha meg akarod érteni, hogy miként készíthetők lakható bolygók "- mondta Conel Alexander asztrológus, aki ezen aszteroidák primitív meteoritjait tanulmányozza.
Körülbelül 4, 5 milliárd évvel ezelőtt a napképződésből származó, gázból maradt felhő szétterítette a bolygót. A gáz milliókat éve lógott, befolyásolva a bolygók és a kőben gazdag alkotóelemek mozgását. A növekvő hőmérséklet azt jelentette, hogy a hidrogén, a víz építőeleme, csapdába esett a jégben a Naprendszer hidegebb területein, a Föld elérhetetlen részén.
Úgy tűnt, hogy bolygónk száraz és kopár pusztának szánták. Szóval mi történt?
„Nevetségesen egyszerű koncepció”
Az utóbbi években a naprendszerünk modelljei megmutatták, hogy a gázipari óriások valószínűleg bonyolult táncon mentek keresztül, mielőtt a jelenlegi helyükre kerülnének. Neptunusz és Uránusz valószínűleg közelebb alakult a naphoz, mint manapság. Végül kifelé költöztek, kereskedési helyekkel az út mentén. A Nice modell néven ismert, hogy ezt a folyamatot a késői nehéz bombázás ösztönözte, amely jeges ütéseknek tűnt körülbelül 600 millió évvel a Naprendszer kialakulása után.
A Saturn és a Jupiter még ennél is erőszakosabb utazáson ment keresztül, amikor a fiatal aszteroida övön átmentek a belső Naprendszerbe, mielőtt megfordítanák a pályát, és visszafelé haladnának. Útközben küldtek aszteroidekat is, amelyek összeomlanak a Föld felé. Ezt Grand Tack modellnek nevezik, amelyet Raymond segített megfogalmazni 2008-ban.
Körülbelül abban az időben Raymond először érdeklődött arról, hogy a Jupiter hogyan alakíthatta a vízellátást a korai Naprendszerben. De modellezését egy apró programozási kérdés gátolta, amelyről úgy tűnt, hogy nem remeg. Andre Izidoro posztdoktori kutató megközelítőleg egy évtizeddel később érkezett a probléma megoldásához.
"Izidoro talált egy hibát, amelyet évek óta fél órában kaptam" - mondja Raymond szánalmasan. "Nagyon örültem, hogy megtalálta, így valóban meg tudjuk valósítani a projektet."
Az új modell szerint ahogy egy gázipari óriás nagyobb lesz, és több anyagot fogyaszt, növekvő gravitációja destabilizálja a közeli protoplanetokat. A továbbra is jelen lévő ködgáz húzódása befolyásolja, hogy a törmelék hogyan mozog a Naprendszeren, és ezek töredékét a belső Naprendszer felé irányítja. Ennek az anyagnak egy része csapdába esett az aszteroida övben, és olyan szénben gazdag aszteroidákkal töltötte el, amelyek víztartalma olyan hasonló, mint a Földé.
Eredetileg, Raymond szerint, a szénben gazdag aszteroidák egy olyan régióban vannak szétszórva, amely a Föld-Nap távolsága 5-20-szorosa. "Lehet, hogy lefedte az egész napenergia rendszert" - mondja.
Sándor, aki szénben gazdag aszteroidákat tanulmányoz, azt gyanítja, hogy a régió kisebb volt, mivel a gyanúsítottak többsége a Jupiter pályáján kívül esett ki. Mégis úgy gondolja, hogy Raymond modellje jó munkát végez azzal, hogy elmagyarázza, hogy a vízben gazdag anyagot miként juttattak a Földre, és ezt a hipotézist „teljesen ésszerűnek” nevezi.
"Ez a legjobb módja annak, hogy ezeket az illékony anyagokat a földi bolygókat alkotó régióba juttassák" - mondja Alexander.
A modell számos kérdést felfüggeszt, például hogy miért van olyan kevés a korai naprendszer tömegének gazdagsága ma. "Ez egy kulcsfontosságú elem, amelyet össze kell kapcsolni" - ismeri el Raymond.
Mégis azt mondja, hogy a modell számos hiányosságot képes kitölteni, beleértve azt is, hogy a Föld víz miért felel meg jobban a külső öv aszteroidjainak, mint a belső övek szárazabb aszteroidáinak.
"Ez nevetségesen egyszerű következménye a Jupiter és a Szaturnusz növekedésének" - mondja.
Vadászat vízben gazdag világok
Raymond modellje előtt a kutatók úgy gondolták, hogy a külső bolygók szokatlan tánca vezette a vizet a belső Naprendszerbe, és megóvja a Földet a száraz jövőtől. Ha ez igaz, akkor rossz hír lenne más világok számára is, ahol a gáz óriások falvirágúak maradtak, akik soha nem mozdultak messze attól, ahonnan kezdtek.
Az új modell azt sugallja, hogy bármely gázipari óriás nedves anyagot küldhet befelé a kialakulásuk következményeként. Míg a hatalmas Jupiter méretű világok voltak a leghatékonyabbak, Raymond úgy találta, hogy bármilyen méretű gáz óriás kiválthatja a növekedést. Ez jó hír azoknak a kutatóknak, akik vizes bolygót vadásznak a Naprendszerünkön kívül.
Saját modellünkben a modell azt mutatja, hogy a külső naprendszer jeges jelei három hullámban hullottak le a Földön. Az első Jupiter felduzzadásával jött. A második Saturn kialakulása során vált ki. És a harmadik akkor fordult elő, amikor Uránusz és Neptunusz befelé vándoroltak, mielőtt a másik kettő blokkolta őket, és visszajuttatnák a Naprendszer széléhez.
"Azt hiszem, a legmenőbb dolog az, hogy alapvetően vonatkozik minden exo-naprendszerre, ahol óriási bolygók és földi bolygók vannak, ezek az óriási bolygók bejuttatnának vizet a földi bolygók felé" - mondta David O'Brien, a Bolygó kutatója. Tudományos Intézet, aki a bolygóképződést és a korai Naprendszer fejlődését vizsgálja. "Ez nagyon sok lehetőséget nyit meg az életképes bolygón végzett tanulmányokhoz."
Sajnos eddig nincs sok hasonló rendszerünk, amivel összehasonlíthatnánk. Az ismert exoplanetak többségét a NASA Kepler küldetésével azonosították, amely O'Brien szerint legérzékenyebb a Földnél kisebb keringő bolygókkal szemben, és nehezen képes felismerni a külső rendszerben lévő óriási óriásokat. A kis sziklás bolygók megfigyelése is nagyobb kihívást jelent. Ez nem azt jelenti, hogy nincsenek ott - ez azt jelenti, hogy még nem észleljük őket.
De ha léteznek ilyen rendszerek, Raymond kutatása azt sugallja, hogy a sziklás világoknak gazdagnak kell lenniük azzal, amit az élet folyadékának tekintünk. "Ha vannak földi és óriási bolygók, akkor ezek az óriási bolygók valószínűleg vizet adtak a földi bolygónak" - mondja O'Brien.
