Юпітер не завжди був у тому самому місці в нашій Сонячній системі. На початку історії нашої Сонячної системи Юпітер рухався всередину, до Сонця, майже до того місця, де зараз обертається Марс, а потім повертався до свого поточного положення.
Міграція через нашу Сонячну систему Юпітера мала серйозний вплив на нашу Сонячну систему. Деякі з наслідків блукань Юпітера включають вплив на пояс астероїдів і затримку росту Марса.
Який ще вплив мала міграція Юпітера на ранню Сонячну систему і як вчені зробили це відкриття?
У науковій роботі, опублікованій у номері від 14 липня природа Перший автор Кевін Уолш і його команда створили модель ранньої Сонячної системи, яка допомагає пояснити міграцію Юпітера. Модель команди показує, що Юпітер сформувався на відстані близько 3,5 А.О. (на даний момент Юпітер знаходиться трохи більше 5 А.О. від Сонця) і був притягнутий всередину потоками в газових хмарах, які в той час все ще оточували Сонце. З часом Юпітер повільно рухався всередину, майже досягаючи такої ж відстані від Сонця, що й поточна орбіта Марса, яка ще не сформувалася.
«Ми припускаємо, що Юпітер перестав мігрувати до Сонця через Сатурн», — сказав Аві Менделл, один із співавторів статті. Дані команди показали, що Юпітер і Сатурн мігрували всередину, а потім назовні. У випадку з Юпітером газовий гігант опустився на свою поточну орбіту на відстані трохи більше 5 а.о. Сатурн завершив свій початковий зовнішній рух на рівні близько 7 а.о., але пізніше перемістився ще далі до свого поточного положення близько 9,5 а.о.
У астрономів були давні питання щодо змішаного складу поясу астероїдів, який включає скелясті та крижані тіла. Ще одна загадка еволюції нашої Сонячної системи — це те, чому Марс не розвинувся до розміру, порівнянного з Землею чи Венерою.
Концепція художника про раннє формування планет із газу і пилу навколо молодої зірки. Автор зображення: NASA/JPL-Caltech
Що стосується поясу астероїдів, Манделл пояснив: «Процес міграції Юпітера був повільним, тому, коли він наблизився до поясу астероїдів, це було не сильне зіткнення, а більше до-сі-до, коли Юпітер відхиляє об’єкти і по суті міняється місцями з пояс астероїдів».
Повільний рух Юпітера викликав більш ніжне «підштовхування» пояса астероїдів, коли він проходив через його внутрішній рух. Коли Юпітер повернувся назовні, планета пройшла повз місце, яке вона спочатку сформувала. Одним із побічних ефектів, викликаних тим, що Юпітер рухався далі від своєї початкової зони формування, є те, що він увійшов в область нашої ранньої Сонячної системи, де були крижані об’єкти. Юпітер підштовхнув багато крижаних об'єктів всередину до Сонця, в результаті чого вони опинилися в поясі астероїдів.
«За допомогою моделі Grand Tack ми фактично вирішили пояснити утворення маленького Марса, і при цьому нам довелося врахувати пояс астероїдів», — сказав Уолш. «На наш подив, пояснення моделі пояса астероїдів стало одним із найкращих результатів і допомагає нам зрозуміти цей регіон краще, ніж ми це робили раніше».
Що стосується Марса, то теоретично Марс мав би мати більший запас газу та пилу, утворившись далі від Сонця, ніж Земля. Якби модель, розроблена Уолшем та його командою, була правильною, Юпітер набіг на внутрішню Сонячну систему розсіяв би матеріал приблизно на 1,5 а.о.
Менделл додав: «Чому Марс такий малий, стало нерозв’язною проблемою у формуванні нашої Сонячної системи. Це було початковою мотивацією команди для розробки нової моделі формування Сонячної системи».
Цікавий сценарій розгортається з Юпітером, який розсіює матеріал від 1 до 1,5 а.о. Замість того, щоб більша концентрація матеріалів для будівництва планет була далі, висока концентрація призвела до того, що Земля і Венера утворилися в багатому матеріалом регіоні.
Модель, розроблена Уолшем та його командою, дає нове уявлення про взаємозв’язок між внутрішніми планетами, нашим поясом астероїдів і Юпітером. Отримані знання не тільки дозволять вченим краще зрозуміти нашу Сонячну систему, але й допоможуть пояснити формування планет в інших зоряних системах. Уолш також зазначив: «Знання того, що наші власні планети багато рухалися в минулому, робить нашу Сонячну систему набагато більш схожою на наших сусідів, ніж ми думали раніше. Ми більше не чужаки».
Якщо ви хочете отримати доступ до статті (потрібна підписка або платний/університетський доступ), ви можете зробити це за адресою: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
Джерело: Новини Сонячної системи NASA , природа