Оказалось, что быстрый рост Юпитера создал кольца и промежутки в диске газа и пыли вокруг Солнца, что объясняет, почему многие примитивные метеориты образовались миллионами лет позже первых твердых тел, а Земля, Венера и Марс остались на своих орбитах, рассказывает Mirage.
Смотрите также Солнечный ветер разрушил хвост кометы Леммон, которая сейчас видна с Земли: новые фото
Как Юпитер повлиял на формирование планет земной группы?
Планетологи Андре Изидоро и Байбхав Шривастава з Университета Райса провели масштабное компьютерное моделирование, соединив гидродинамические модели роста Юпитера с симуляциями эволюции пыли и формирования планет. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Ученые установили, что стремительный ранний рост Юпитера дестабилизировал диск газа и пыли вокруг молодого Солнца. Мощная гравитация планеты создала волны, которые прошли сквозь диск новорожденной Солнечной системы, образовав своего рода "космические заторы".
Эти процессы препятствовали малым частицам падать на Солнце по спирали. Вместо этого частицы скапливались в плотные полосы, где могли слипаться в планетезимали – каменистые зародыши будущих планет.
Неожиданным открытием стало то, что планетезимали, сформированные в этих полосах, не были оригинальными строительными блоками Солнечной системы. Они представляют второе поколение, которое родилось позже в истории системы. Их возникновение совпадает с образованием многих хондритов – семейства каменистых метеоритов, которые сохранили химические и хронологические доказательства с раннего периода существования Солнечной системы.
Хондриты похожи на капсулы времени со времен рассвета Солнечной системы. Они падали на Землю в течение миллиардов лет, где ученые собирают и исследуют их, чтобы раскрыть тайны нашего космического происхождения.
Загадка заключалась в том: почему некоторые из этих метеоритов образовались так поздно, через 2–3 миллиона лет после появления первых твердых тел?
Наши результаты показывают, что именно Юпитер создал условия для их отложенного рождения,
– объясняет Изидоро, доцент кафедры наук о Земле, окружающей среде и планетах в Университете Райса.
Хондриты имеют особое значение, поскольку они относятся к самым примитивным материалам, доступных науке. В отличие от метеоритов первого поколения строительных блоков, которые расплавились, дифференцировались и потеряли свой оригинальный характер, хондриты сохранили первоначальную пыль Солнечной системы и крошечные расплавленные капли, называемые хондрами. Их позднее формирование смущало ученых в течение десятилетий.
"Наша модель объединяет две вещи, которые ранее не подходили друг к другу – изотопные отпечатки в метеоритах, которые имеют две разновидности, и динамику формирования планет", – отмечает Шривастава, аспирант лаборатории Изидоро.
Оказалось, что Юпитер вырос рано, открыл промежуток в газовом диске, и этот процесс защитил разделение между материалом внутренней и внешней Солнечной системы, сохранив их отличные изотопные сигнатуры. Он также создал новые регионы, где планетезимали могли формироваться значительно позже.
Земля могла выглядеть совсем иначе, если бы не Юпитер
Ученые давно интересовались тем, почему Земля, Венера и Марс сосредоточены на расстоянии около 1 астрономической единицы от Солнца, вместо того чтобы двигаться по спирали внутрь, как это происходит во многих внесолнечных планетных системах.
Скорее всего Юпитер перекрыл поток газового материала к внутренней части Солнечной системы, подавляя миграцию молодых планет внутрь. Вместо того чтобы падать к Солнцу, эти растущие миры оставались в ловушке в земном регионе, где в конце концов сформировались Земля и ее соседи.
Юпитер не просто стал самой большой планетой – он определил архитектуру всей внутренней Солнечной системы. Без него мы могли бы не иметь Земли в том виде, в котором мы ее знаем,
– подчеркнул Изидоро.
Выводы согласуются с впечатляющими структурами колец и промежутков, которые астрономы сейчас наблюдают в молодых звездных системах с помощью телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – самой сложной астрономической обсерватории, когда-либо построенной на Земле, расположенной на севере Чили.
"Глядя на те молодые диски, мы видим начало формирования гигантских планет и изменение их среды рождения", – отмечает Изидоро.
По словам ученого, наша собственная Солнечная система не отличалась. Ранний рост Юпитера оставил сигнатуру, которую мы все еще можем прочитать сегодня, заблокированную внутри метеоритов, падающих на Землю.