Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Stare teorie Układu Słonecznego rozbijane w pył

Stare teorie Układu Słonecznego rozbijane w pył
Historii, które opowiadają kamienie Układu Słonecznego, jest więcej. W sylwestrową noc z roku 2015 na 2016 ważący 1,6 kg meteor spadł w okolicach jeziora Kati Thanda-Lake Eyre w Australii. Naukowcy zdołali go namierzyć i znaleźć na rozległych pustynnych obszarach - dzięki nowej sieci kamer zwanej Desert Fireball Network, składającej się z 32 kamer obserwacyjnych, rozproszonych po australijskich bezdrożach.

Zespół naukowców odkrył meteoryt zakopany w grubej warstwie słonego błota - na skutek opadów wyschnięte dno jeziora zaczęło zamieniać się w błoto. Po wstępnych badaniach naukowcy oświadczyli, że najprawdopodobniej jest to skalisty chondrytowy meteor - materiał datowany na ok. 4 i pół miliarda lat, a więc z czasów, gdy kształtował się nasz Układ Słoneczny. Znaczenie meteorytu jest o tyle istotne, że analizując linię spadku obiektu, możemy przeanalizować jego orbitę i dowiedzieć się, skąd przyleciał. Tego rodzaju dane stanowią ważne informacje kontekstowe pod kątem kolejnych badań.

Na razie naukowcy ustalili, że meteor przybył na ziemię z obszarów pomiędzy Marsem a Jowiszem. Szacuje się również, że jest starszy od Ziemi. Odkrycie nie tylko pozwala zrozumieć ewolucję Układu Słonecznego - skuteczne przechwycenie meteoru daje nadzieję na pozyskanie podobnym sposobem większej liczby kosmicznych skał. Chmurę pyłów i gazu otaczającą niegdyś rodzące się Słońce przecinały linie pola magnetycznego. Chondry, okrągłe ziarna (struktury geologiczne) z oliwinów i piroksenów rozsiane w materii meteorytów, które znajdujemy, zachowały w sobie zapis tych pradawnych zmiennych pól magnetycznych.

Najdokładniejsze pomiary laboratoryjne wskazują, że głównym czynnikiem pobudzającym tworzenie Układu Słonecznego były magnetyczne fale uderzeniowe w chmurze pyłów i gazów otaczających nowopowstałe Słońce. Przy czym stało się to nie w bliskim sąsiedztwie młodej gwiazdy, lecz w odległości znacznie dalszej - tam, gdzie obecnie znajduje się pas asteroidów. Takie wnioski z badań najstarszych i najbardziej prymitywnych meteorytów zwanych chondrytami, opublikowali pod koniec ubiegłego roku w "Science" naukowcy z Massachusetts Institute of Technology oraz Uniwersytetu Stanowego w Arizonie.

Nie z kawałków pierwotnego gruzu, lecz z zaawansowanych symulacji komputerowych międzynarodowy zespół badawczy wydobył nowe informacje o składzie chemicznym ziaren pyłu, z których powstał Układ Słoneczny 4,5 mld lat temu. Badacze ze Swinburne University of Technology w Melbourne oraz z University of Lyon we Francji stworzyli dwuwymiarową mapę składu chemicznego pyłu tworzącego mgławicę słoneczną, rzadki dysk pyłu otaczający młode Słońce, z którego uformowały się planety.

Oczekiwano, że materia o wysokiej temperaturze będzie znajdowała się blisko młodego Słońca, a materia lotna (taka jak lody i związki siarki) - daleko od Słońca, tam gdzie temperatury są niskie. Nowe mapy stworzone przez zespół badawczy odkryły złożony chemiczny rozkład pyłu, gdzie związki lotne znajdowały się blisko Słońca, a te, które powinny być w tym miejscu odkrywane, trzymały się także z daleka od młodej gwiazdy.

Jowisz - wielki czyściciel

Ilustracja teorii migrującego Jowisza
9. Ilustracja teorii migrującego Jowisza

Wspomniany wcześniej koncept przemieszczającego się młodego Jowisza może tłumaczyć, dlaczego nie ma żadnych planet między Słońcem a Merkurym oraz dlaczego najbliższa Słońcu planeta jest tak mała. Jądro Jowisza mogło powstać blisko Słońca, a następnie meandrować w rejonie, w którym powstawały planety skaliste (9). Niewykluczone, że młody Jowisz, przemieszczając się, pochłonął część materii, która mogła być budulcem dla planet skalistych, a inną część wyrzucił w przestrzeń kosmiczną. Dlatego też rozwój wewnętrznych planet został zahamowany - po prostu przez brak surowca, pisze planetolog Sean Raymond wraz ze współpracownikami w artykule opublikowanym online 5 marca br. w periodyku "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".

Raymond z zespołem przeprowadzili symulacje komputerowe, aby sprawdzić, co by się stało z wewnętrznym Układem Słonecznym, gdyby ciało o masie trzech mas Ziemi istniało na orbicie Merkurego, a następnie emigrowało na zewnątrz układu. Okazało się, że gdyby taki obiekt nie migrował zbyt szybko lub zbyt wolno, mógłby oczyścić wewnętrzne obszary dysku z gazu i pyłu, który wtedy otaczał Słońce i zostawiłby jedynie tyle materii, aby mogły z nich powstać planety skaliste.

Badacze odkryli także, że młody Jowisz mógł spowodować powstanie drugiego jądra - takiego, które zostało wyrzucone od Słońca w toku migracji Jowisza. To drugie jądro mogło być ziarnem, z którego powstał Saturn. Grawitacja Jowisza mogła także przeciągnąć sporo materii do pasa planetoid. Raymond zaznacza, że taki scenariusz mógłby tłumaczyć powstanie meteorytów żelaznych, o których wielu naukowców sądzi, że powinny powstać stosunkowo blisko Słońca.

Jednak, aby taki proto-Jowisz przeniósł się w zewnętrzne obszary układu planetarnego, potrzeba naprawdę wiele szczęścia. Oddziaływania grawitacyjne ze spiralnymi falami w dysku otaczającym Słońce mogą przyspieszyć taką planetę zarówno na zewnątrz, jak i do wewnątrz Układu Słonecznego. Prędkość, odległość i kierunek, w którym planeta będzie się przemieszczać, zależą od takich wartości, jak temperatura i gęstość dysku. Symulacje Raymonda i jego współpracowników uwzględniają bardzo uproszczony dysk, a pierwotny obłok wokół Słońca wcale taki być nie musiał.