Без Юпитера Земля, возможно, уже давно бы устремилась к Солнцу

Фото из открытых источников

Новое исследование показало, что Юпитер формировал судьбу Земли еще до того, как она появилась, создавая пробелы в ранней Солнечной системе, которые не позволяли ее строительным блокам упасть на Солнце. Результаты были опубликованы в журнале Science Advances.

Исследование, проведенное под руководством ученых из Университета Райса в Хьюстоне, предполагает, что ранний рост Юпитера прервал поток газа и пыли, направленный во внутреннюю часть Солнечной системы, предотвратив падение по спирали к Солнцу материала, из которого впоследствии образовались Земля, Венера и Марс. По словам ученых, гравитация планеты не только стабилизировала орбиты внутренних планет, но и сформировала структуру Солнечной системы, образовав кольца и промежутки, которые повлияли на то, как и когда формировались каменистые тела.

«Юпитер не просто стал самой большой планетой — он задал архитектуру всей внутренней Солнечной системы», — заявил соруководитель исследования Андре Изидоро из Университета Райса. «Без него у нас, возможно, не было бы Земли в том виде, в каком мы её знаем».

Используя компьютерное моделирование, Изидоро и его коллеги смоделировали, как быстрый рост Юпитера в первые несколько миллионов лет его существования повлиял на вращающийся диск газа и пыли, окружавший новорожденное солнце. Результаты показывают, что мощная гравитация Юпитера создавала в диске рябь, возмущая газ и формируя кольцеобразные полосы материала, которые действовали подобно «космическим пробкам», говорится в заявлении.

Ученые утверждают, что эти плотные кольца удерживали мелкие частицы пыли, которые в противном случае устремились бы по спирали к Солнцу, позволяя им слипаться и формировать твердые строительные блоки планет.

Согласно новому исследованию, по мере того, как Юпитер рос и создавал широкий разрыв в диске, он фактически разделил Солнечную систему на внутреннюю и внешнюю зоны, предотвращая свободное смешивание материалов между ними. Этот барьер сохранил чёткие следы элементов, называемых «изотопными» сигнатурами, обнаруженные в метеоритах — один тип из внутренней части Солнечной системы, другой — из внешней, — а также создал новые области, где планетезимали могли формироваться гораздо позже.

«Наша модель связывает воедино две вещи, которые раньше, казалось, не укладывались в общую картину — изотопные отпечатки в метеоритах, которые бывают двух видов, и динамику формирования планет», — сказал Байбхав Шривастава также из Университета Райса, который руководил исследованием вместе с Изидоро.

Исследование также объясняет, почему некоторые примитивные метеориты образовались на миллионы лет позже первых твердых тел в Солнечной системе.

Эти образовавшиеся позднее метеориты, известные как хондриты, считаются одними из самых первозданных существующих материалов, поскольку они содержат мельчайшие расплавленные капли, называемые хондрами, которые сохраняют химическую летопись самых ранних дней Солнечной системы.

«Загадка всегда заключалась в следующем: почему некоторые из этих метеоритов образовались так поздно, через 2–3 миллиона лет после появления первых твёрдых тел?» — заявил Изидоро. «Наши результаты показывают, что сам Юпитер создал условия для их позднего рождения».

В исследовании отмечается, что, сформировав диск и остановив внутренний поток материала, Юпитер, вероятно, позже стал причиной образования второго поколения планетезималей, некоторые из которых стали хондритовыми метеоритами, которые и по сей день падают на Землю.

Те же самые типы колец и промежутков, которые предсказывались в моделях группы, теперь наблюдаются в молодых звездных системах с помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решетки (ALMA) в Чили, что подтверждает идею о том, что планеты-гиганты формируют свое окружение в процессе своего формирования.

«Наша Солнечная система ничем не отличалась», — заявил Изидоро. «Ранний рост Юпитера оставил след, который мы можем прочесть и сегодня, запечатлённый в метеоритах, падающих на Землю».