Kui rääkida meie päikesesüsteemi algusaegadest, on Jupiteril kahtlane maine. Mõnes mõttes oli hiiglane Maa kaitsja, tema raskusjõud laskis ohtlikud prahid kivistest planeetidest eemale. Samal ajal võis Jupiter materjali ka sissepoole heita, purustades vesinikurikkad asteroidid ja planeetide embrüod ehk planeedisimendid rahvarohketes noortes maapealsetes planeetides.
Seotud sisu
- Jupiteri välk on rohkem maa moodi, kui me arvasime
- Kuidas tegutses noor Jupiter nii kaitsjana kui hävitajana
Nüüd viitavad teadlased sellele, et nii tehes võisid Jupiter ja teised gaasigigandid panustada millelegi muule kivistes maailmades üliolulisele: veele.
Kõige massiivsemates maailmades võib olla päikesesüsteemist väljunud veerikkaid prahte, et langeda kivistele maailmadele. Ja uued uuringud näitavad, et vedeliku, mis on elu põhikomponent, nagu me seda teame, tarnimisega ei pruugi olla õnne olnud. Selle asemel peaks kõigil planeedisüsteemidel, kes on õnnelikud gaasihiiglase majutamiseks nende äärelinnas, automaatselt olema veerikas materjal, mis langeb nende kivistele siseplaneetidele.
Pärast gaasigigaanide täielikku väljaarenemist võib nende sissepoole viskav praht olla ohtlik. Kuid sünni võtmefaasis viskavad nad vesinikurikka materjali, mis kerkib kinni maakoores ja vahevöös, kerkib hiljem hapnikuga kokku ja muutub veeks.
"Moodustamisprotsessis saadavad nad selle suure hunniku lennukikõveraid kogu koha peal ja mõned basseerivad maapealsetele planeetidele, " ütles Sean Raymond, astronoom, kes uurib, kuidas planeedid arenevad Prantsusmaa Bordeauxi ülikoolis, ja uuringu juhtiv autor. avaldatud ajakirjas Icarus . Gaasihiiglaste rolli varases päikesesüsteemis modelleerides leidis Raymond, et erineva suurusega hiiglaslikud planeedid tõmbasid vältimatult veerikast materjali sisemisse süsteemi, kus kivised maailmad võisid seda oma pinnal vedela veega hoida.
Vesi on muidugi elu arengu võtmeosa, nagu me seda Maa peal tunneme. Nii et kui rääkida jahimaailmadest väljaspool Päikesesüsteemi, arvatakse, et kaljused maailmad, mis on võimelised majutama väärtuslikku vedelikku, on parimad maavälise elu jahimaadeks. Alates 1980. aastatest on teadlased näinud vaeva, et kindlaks teha, kuidas vesi Maale jõudis. Tänapäeval on kahtlustatav süsinikurikas asteroid.
Noores päikesesüsteemis olid kokkupõrked sagedased ja orbiidid ületasid üksteist. Varastele asteroididele mõjusid endiselt hõlpsasti tihedad kohtumised teiste planeetidega, kelle raskusjõud sundis neid kiviste maailmade poole. "Ma arvan, et see on väga huvitav lugu ja see on põhimõtteline, kui proovite mõista, kuidas te elamiskõlblikke planeete teete, "ütles astrokeemik Conel Alexander, kes uurib nendest asteroididest primitiivseid meteoriite.
Umbes 4, 5 miljardit aastat tagasi õhkis planeedist päikesekiirgusest tekkinud gaasipilv. Gaas rippus miljonite aastate jooksul, mõjutades planeetide ja nende kivirikaste komponentide liikumist. Temperatuuri tõus tähendas, et vesinik, mis on vee ehitusplokk, oli jäässe lõksus Päikesesüsteemi külmemates piirkondades, kaugel Maa käeulatusest.
Tundus, et meie planeet oli määratud olema kuiv ja viljatu tühermaa. Mis juhtus?
"Naeruväärselt lihtne mõiste"
Viimastel aastatel on meie päikesesüsteemi mudelid näidanud, et gaasihiiglased läbisid enne praegusesse kohta sattumist tõenäoliselt keeruka tantsu. Neptuun ja Uraan moodustusid tõenäoliselt päikesele lähemal kui praegu. Lõpuks liikusid nad väljapoole, kaubitsedes mööda kohti. Nizza mudeliks tuntud protsess on arvatavasti hoogsalt hiline raske pommitamine, jäiste löökide teravik umbes 600 miljonit aastat pärast Päikesesüsteemi moodustumist.
Saturn ja Jupiter võisid olla läbinud veelgi ahistavama teekonna, kündides noore asteroidi vöö teel sisemisse Päikesesüsteemi, enne kui rada tagasi pöörata ja tagasi väljapoole liikuda. Mööda teed saatsid nad ka Maa poole kukkunud asteroide. Seda nimetatakse Grand Tacki mudeliks, mille Raymond aitas sõnastada 2008. aastal.
Umbes sel ajal oli Raymond kõigepealt huvitatud sellest, kuidas Jupiter võis kujundada vee edastamist varases Päikesesüsteemis. Kuid tema modelleerimist häiris väike programmeerimisprobleem, mida ta ei suutnud raputada. Probleemi lahendamiseks kulus järeldoktori Andre Izidoro saabumine peaaegu kümme aastat hiljem.
"Izidoro leidis vea, mille mul oleks juba poole tunni jooksul olnud, " ütleb Raymond jõhkralt. "Mul oli tõesti hea meel, et ta selle leidis, et saaksime projekti ka tegelikult teha."
Uue mudeli kohaselt destabiliseerib selle suurenev raskusjõud läheduses asuvaid protoplaneete, kui gaasigigant kasvab suuremaks ja kulutab rohkem materjali. Veel alles oleva udukogugaasi tõmbamine mõjutab seda, kuidas praht liigub läbi päikesesüsteemi, saates osa neist sissepoole sisemise päikesesüsteemi suunas. Osa sellest materjalist jäi lõksu asteroidi vöösse, asustades seda süsinikurikaste asteroididega, mille veesisaldus on Maaga sarnane.
Algselt rääkis Raymond, et süsinikurikkad asteroidid olid hajutatud piirkonda, mis ulatus Maa-päikese kaugusest 5 kuni 20 korda. "See pidi katma kogu päikesesüsteemi, " ütleb ta.
Kuid süsinikurikkaid asteroide uuriv Aleksander kahtlustab, et piirkond oli väiksem, kuna enamik kahtlustatavaid asus just Jupiteri orbiidil. Sellegipoolest arvab ta, et Raymondi mudel selgitas välja, kuidas veerikast materjali Maale toimetati, nimetades hüpoteesi "täiesti mõistlikuks".
"See on parim viis nende lenduvate ainete jõudmiseks maapealse planeedi moodustavasse piirkonda, " ütleb Alexander.
Mudel jätab rippuma mitu küsimust, näiteks miks varajase päikesesüsteemi massist tänapäeval nii vähe on. "See on oluline osa, mis tuleb ühendada, " tunnistab Raymond.
Tema sõnul aitab see mudel siiski täita mitmeid lünki, sealhulgas seda, miks Maa vesi sobib välimise vöö asteroidide koostisega rohkem kui sisevööde kuivemad asteroidid.
"See on Jupiteri ja Saturni kasvamise naeruväärselt lihtne tagajärg, " ütleb ta.
Jahti veerikkad maailmad
Enne Raymondi mudelit arvasid teadlased, et väliste planeetide ebatavaline tants saatis vett sisemisse Päikesesüsteemi ja hoidis Maad kuiva tuleviku eest. Kui see oleks tõsi, oleks see halb uudis teistele maailmadele, kus gaasihiiglased võisid jääda seinalehedeks, kes ei liikunud kunagi kaugele, kus nad alustasid.
Uus mudel soovitab, et iga gaasigigant saadaks nende moodustumise tagajärjel sissepoole tormava märja materjali. Kui kõige tõhusamad olid Jupiteri suurused maailmad, leidis Raymond, et kasvu võib käivitada iga suurusega gaasigigant. See on hea uudis teadlastele, kes jahutavad vesiseid planeete väljaspool meie päikesesüsteemi.
Meie enda päikesesüsteemis näitab mudel, et välise Päikesesüsteemi jääd lumisesid Maal alla kolme lainega. Esimene tuli siis, kui Jupiter üles paisus. Teine vallandas Saturni kujunemise ajal. Ja kolmas oleks toimunud siis, kui Uraan ja Neptuun migreeruksid sissepoole, enne kui need ülejäänud kaks blokeeriksid ja tagasi Päikesesüsteemi äärealadele saadetaks.
"Ma arvan, et lahedam on see, et see tähendab põhimõtteliselt iga ekso-päikesesüsteemi jaoks, kus teil on hiiglaslikke planeete ja maapealseid planeete, need hiiglaslikud planeedid saadaksid vett maapealsetele planeetidele sissepoole, " ütles Planetaari teadlane David O'Brien. Teadusinstituut, kes uurib planeedi moodustumist ja varase Päikesesüsteemi arengut. "See avab palju võimalusi asustatavate planeediuuringute jaoks."
Kahjuks pole meil seni palju sarnaseid süsteeme, millega võrrelda. Enamik teadaolevaid eksoplaneete on tuvastatud NASA missiooniga Kepler, mis on O'Brieni sõnul kõige tundlikum planeetide suhtes, mille orbiidid on väiksemad kui Maa ja tal on raskusi välissüsteemis gaasigigaanide tuvastamisega. Ka väikesi kiviseid planeete on keerulisem jälgida. See ei tähenda, et neid pole olemas - see tähendab lihtsalt, et me pole neid veel märganud.
Kuid kui sellised süsteemid on olemas, viitavad Raymondi uurimused sellele, et kivised maailmad peaksid olema rikkad sellega, mida me peame elu vedelaks. "Kui seal asuvad maapealsed planeedid ja hiiglaslikud planeedid, siis need hiiglaslikud planeedid andsid maapealsele planeedile tõenäoliselt natuke vett, " ütleb O'Brien.
