Dodano: 26 marzec 2019r.

Jowisz powstał znacznie dalej od Słońca. Badacze ustalili pochodzenie gazowego olbrzyma

Największa planeta w Układzie Słonecznym – Jowisz – powstała cztery razy dalej niż jej obecna orbita – wynika z badań szwedzkich naukowców. Gazowy olbrzym przez 700 tys. lat migrował do wewnątrz systemu. Badacze z Lund twierdzą, że znaleźli na to dowody.

 

Wielkość i położenie Jowisza w naszym Układzie Słonecznym od lat zaskakuje badaczy, ponieważ nie pasuje do naszego zrozumienia procesu formowania się planet. Wydaje się, że gazowe olbrzymy nie mogą uformować się tak blisko gwiazdy. Intensywna grawitacja, promieniowanie (w tym ciepło) i silne wiatry gwiezdne uniemożliwiłyby gazom pozostanie razem wystarczająco długo, aby uformować planetę.

Teraz astronomowie ze szwedzkiego Uniwersytetu w Lund twierdzą, że znaleźli dowody na długą podróż Jowisza z zewnętrznych rubieży naszego systemu planetarnego do jego obecnej pozycji. Wyniki badań zostały zaakceptowane do publikacji w piśmie „Astronomy & Astrophysics”. Obecnie można się z nimi zapoznać w serwisie preprintów arXiv.

Gazowe olbrzymy w innych systemach planetarnych krążą bardzo blisko swoich gwiazd macierzystych. Zgodnie z obowiązującą teorią, te gigantyczne planety powstały w zewnętrznych obszarach systemu, a następnie migrowały na orbitę bliższą gwiazdy. Badacze korzystając z zaawansowanych symulacji komputerowych opracowali trasą, którą pokonał Jowisz przez nasz Układ Słoneczny około 4,5 miliarda lat temu.

 

W tamtym czasie Jowisz, jak i reszta planet w Układzie Słonecznym, był bardzo młodą planetą. Planety stopniowo nabierały masy przez kosmiczny pył, który krążył wokół naszego młodego słońca w dysku gazowo-pyłowym. Jowisz wówczas był niewiele większy od Ziemi.

Według symulacji komputerowych gazowy olbrzym uformował się niedaleko orbity Urana, czyli cztery razy dalej niż jego obecne położenie. Przez następne 700 tys. lat powoli podążał swoją drogą do wewnętrznego Układu Słonecznego.

- Po raz pierwszy mamy dowód na to, że Jowisz uformował się daleko od Słońca, a następnie migrował do swojej obecnej orbity - powiedziała Simona Pirani z Uniwersytetu w Lund, główna autorka badań. - Znaleźliśmy dowody migracji w planetoidach trojańskich krążących w pobliżu Jowisza – dodała.

Trojańczycy, bo tak czasem określa się planetoidy trojańskie, to dwie grupy tysięcy asteroid, które znajdują się w tej samej odległości od Słońca co Jowisz, ale krążą odpowiednio przed i za Jowiszem. Przed Jowiszem jest około 50 procent więcej planetoid trojańskich niż za nim. To właśnie ta asymetria stała się kluczem do zrozumienia przez naukowców historii migracji Jowisza.

- Ta asymetria zawsze była tajemnicą w Układzie Słonecznym – przyznał Anders Johansen, profesor astronomii na Uniwersytecie w Lund. W rzeczywistości środowisko badawcze nie było w stanie wyjaśnić, dlaczego dwie grupy planetoid nie zawierają podobnej liczby kosmicznych skał. Uczeni skorzystali z symulacji komputerowych, by dowiedzieć się, co mogło spowodować tak dziwną nierównowagę.

Badacze odtworzyli przebieg wydarzeń podczas procesu formowania się Jowisza i sposób, w jaki planeta stopniowo przyciągała planetoidy trojańskie. Obliczyli, że obecna asymetria mogła zaistnieć tylko w scenariuszu, gdy Jowisz powstał cztery razy dalej od Słońca, a następnie migrował do swojej obecnej pozycji. Podczas podróży grawitacja Jowisza przyciągnęła więcej trojańczyków przed nim niż za nim.

Według obliczeń, migracja Jowisza trwała około 700 000 lat. Miało to miejsce w okresie od 2 do 3 milionów lat po tym, jak Jowisz rozpoczął swoje życie jako lodowa planetoida krążąca daleko od Słońca. Podróż w głąb Układu Słonecznego przebiegała po spirali i po coraz ciaśniejszej ścieżce. Przyczyną migracji były oddziaływania grawitacyjne planety z otaczającym ją gazem wypełniającym nasz system planetarny.

Symulacje pokazują, że planetoidy trojańskie zostały przyciągnięte przez Jowisza, gdy ten był młodą planetą bez atmosfery gazowej, co oznacza, że ​​te planetoidy najprawdopodobniej składają się z materii podobnej do tej, która tworzą jądro Jowisza.

W 2021 roku zostanie wystrzelona sonda kosmiczna Lucy, która wejdzie na orbitę wokół sześciu planetoid trojańskich, aby je dokładnie zbadać.

Autorzy badania sugerują również, że Saturn i lodowe olbrzymy Uran i Neptun mogły migrować w podobny sposób.

 

Źródło: Lund University, fot. NASA/JPL-Caltech