|
Связь рождения Юпитера с зоной формирования Земли
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное Университетом Райса, предполагает, что планета-гигант Юпитер кардинальным образом изменила форму ранней Солнечной системы, образовав кольца и промежутки, которые в конечном счете объясняют одну из самых давних загадок в планетологии: почему многие примитивные метеориты образовались через миллионы лет после появления первых твердых тел. Исследование, в котором были объединены гидродинамические модели роста Юпитера с моделированием эволюции пыли и формирования планеты, опубликовано в журнале Science Advances.
|
|
|
|
С помощью новейшего компьютерного моделирования планетологи Андре Изидоро и Байбхав Шривастава обнаружили, что быстрый ранний рост Юпитера дестабилизировал газово-пылевой диск, окружающий Солнце. Огромная гравитация планеты вызвала рябь на диске новорожденной Солнечной системы, создав "космические пробки", которые препятствовали движению мелких частиц по спирали к Солнцу. Вместо этого эти частицы собирались в плотные полосы, где они могли слипаться в планетезимали — каменные зародыши планет.
|
|
|
|
Неожиданный поворот заключается в том, что планетезимали, образовавшиеся в этих полосах, не были первоначальными строительными блоками Солнечной системы. Вместо этого они представляют второе поколение, появившееся на свет позже в истории системы. Их рождение совпадает с рождением многих хондритов — семейства каменных метеоритов, которые хранят химические и хронологические свидетельства зарождения Солнечной системы.
|
|
|
|
|
|
|
"Хондриты - это как капсулы времени, которые были найдены на заре солнечной системы", - сказал Изидоро, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в университете Райс. "Они падали на Землю миллиарды лет, и ученые собирают и изучают их, чтобы получить ключ к разгадке нашего космического происхождения. Всегда оставалось загадкой: почему некоторые из этих метеоритов сформировались так поздно, через два-три миллиона лет после образования первых твердых тел? Наши результаты показывают, что сам Юпитер создал условия для их отложенного рождения."
|
|
|
|
Хондриты особенно важны, потому что они являются одними из самых примитивных материалов, доступных науке. В отличие от метеоритов первого поколения, которые расплавлялись, дифференцировались и теряли свой первоначальный вид, хондриты сохраняют первозданную пыль Солнечной системы и крошечные капельки расплава, называемые хондрами. Их позднее формирование озадачивало ученых на протяжении десятилетий.
|
|
|
|
"Наша модель связывает воедино две вещи, которые раньше казались несовместимыми, — изотопные отпечатки в метеоритах, которые бывают двух видов, и динамику формирования планет", - сказал Шривастава, аспирант, работающий в лаборатории Изидоро. "Юпитер вырос раньше, в газовом диске образовалась щель, и этот процесс защитил разделение между внутренним и внешним материалом Солнечной системы, сохранив их четкие изотопные характеристики. Это также создало новые области, где планетезимали могли образоваться гораздо позже".
|
|
|
|
Исследование также помогает объяснить еще одну загадку Солнечной системы: почему Земля, Венера и Марс расположены на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца, а не вращаются по спирали внутрь, как это происходит во многих внесолнечных планетных системах. Юпитер перекрывает поток газообразного вещества во внутреннюю часть Солнечной системы, подавляя миграцию молодых планет внутрь планеты. Вместо того, чтобы устремиться к Солнцу, эти растущие миры оказались запертыми в земной области, где в конечном итоге сформировались Земля и ее соседи.
|
|
|
|
"Юпитер не просто стал самой большой планетой — он задал архитектуру всей внутренней части Солнечной системы", - сказал Изидоро. "Без него у нас не было бы такой Земли, какой мы ее знаем".
|
|
|
|
Полученные данные согласуются с поразительными кольцевыми и щелевыми структурами, которые астрономы в настоящее время наблюдают в молодых звездных системах с помощью телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), самой сложной астрономической обсерватории, когда-либо построенной на Земле и расположенной на севере Чили.
|
|
|
|
"Глядя на эти молодые диски, мы видим начало формирования планет-гигантов и изменения условий их рождения", - сказал Изидоро. "Наша собственная солнечная система ничем не отличалась. Ранний рост Юпитера оставил отпечаток, который мы все еще можем прочитать сегодня, заключенный в метеоритах, падающих на Землю".
|
|
|
|
Источник
|
