Ученые объявили Юпитер древнейшей планетой Солнечной системы

Газовый гигант Юпитер образовался очень быстро. В последнем опубликованном номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences ученые сообщили, что твердое ядро планеты сформировалось менее чем за миллион лет после появления Солнечной системы. За какие-то следующие 2-3 миллиона лет его масса стала в 50 раз больше массы Земли.

Об этом сообщает healthystyle.info.

Исследователи и раньше создавали компьютерные модели рождения Юпитера, однако новая работа – «это первый случай, когда модель создавалась с использованием тех фактических данных, которые нам уже известны об этой планете», - прокомментировал соавтор исследования Томас Крюйер, научный сотрудник Ливерморской национальной лаборатории (Калифорния, США). Для создания наиболее достоверной модели эксперты провели анализ внеземного материала, который попал на Землю вместе с древними метеоритами.

Наша Солнечная система начала свою жизнь в виде пылевого диска около 4,6 миллиарда лет назад. Среди планет первыми появились газовые гиганты, потом начали формироваться твердые планеты, такие как Земля. Самой же большой планетой системы является величественный Юпитер.

Несмотря на то, что основу его массы составляет именно газ, планета в 300 раз массивнее Земли. А факт о том, что планете удалось собрать вокруг себя больше материала, по сравнению с другими, более молодыми соседями, натолкнул ученых на мысль о том, что Юпитер является самым древним из них. И новое исследование только усилило эти предположения.

Когда Юпитер только появился, растущая планета стала притягивать к себе газ и пыль, кружащуюся вокруг Солнца. Газовый гигант действовал и продолжает действовать в качестве щита для внутренней области Солнечной системы, защищая другие планеты от мириад метеоритов. Когда возраст системы составлял около 1 миллиона лет, гравитация Юпитера была уже достаточно мощной для того, чтобы не пропускать космические булыжники через свою орбиту. Планета выступала своего рода «вышибалой», не пропуская потенциальных хулиганов в «закрытый клуб», говорят ученые.

«Примерно через 1 миллион лет Юпитер стал уже таким большим, что фактически перекрыл доступ с внешних границ к внутренней Солнечной системы», – говорит Брэндон Джонсон, планетолог Университета Брауна, который не участвовал в новом исследовании.

Когда Солнечная система достигла возраста около 4 миллионов лет, масса Юпитера к этому моменту уже в 50 раз превышала массу Земли. Его орбита стала сближаться с Солнцем, что открыло доступ астероидов с внешних границ системы ко внутренним. Сейчас эти космические булыжники образуют единый пояс, расположенный между Юпитером и Марсом. Несколько камней в итоге попали на Землю, где такие ученые, как Крюйер, смогли их изучить.

Результаты исследования подтверждают ранее высказанное мнение о том, что Юпитер мог временно разделить имеющиеся в Солнечной системе метеориты на два «лагеря»: те, что находятся между самим Юпитером и Солнцем, а также на все остальные, находящиеся позади Юпитера.

Упади оба камня (с внутренней и внешней границы системы) в ваш огород, то вы бы, скорее всего, не нашли бы в них каких-либо отличий. Однако Крюйер и его команда имеют возможность проведения анализа особых химических сигнатур метеоритов, благодаря которому можно не только выяснить возраст последних, но и узнать, к какой именно из двух этих групп принадлежал тот или иной камень. Как говорит Крюйер, развитие технологий только недавно разрешило проводить анализ такого уровня.

Согласно данным анализа, метеориты позже разделились на две группы около 1 миллиона лет после формирования Солнечной системы и находились в таких условиях примерно до того момента, как системе стукнуло 4 миллиона лет. То есть в системе в течение нескольких миллионов лет одновременно существовало два скопления метеоритов.

«Это не было какой-то обычной временной сменой. Это было полноценное пространственное разделение», – говорит Крюйер.

Что-то должно было удерживать их разделенными столь длительное время. И этим «чем-то», по мнению авторов исследования, скорее всего, был молодой Юпитер.

«Вряд ли это было что-то другое», – добавляет Крюйер.

Например, по мнению астронома Юго-Восточного исследовательского института Колорадо Кевина Уолша, все могло быть совсем иначе. В то время структура протодиска Солнечной системы могла сама разделить метеориты на группы.

«Ключевой момент, который выделяют авторы исследования, заключается в том, что Юпитер сначала должен был сформироваться, чтобы иметь возможность удерживать метеоритные поля раздельными друг от друга», – добавляет Уолш.

«Хотя никто не исключает варианта, что мы просто плохо понимаем особенности распределения метеоритов и астероидов в ранней Солнечной системе, и планета с массой Юпитера на самом деле могла и не играть такую значимую роль во всем этом».

Однако новое исследование пока только подтверждает более ранние идеи о молодой Солнечной системе и в частности эволюции Юпитера. Например, согласно одной из них, носящей название гипотезы большого отклонения, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила – подобно лавирующей яхте. Идея была предложена самим Уолшем и получила поддержку других ученых в 2011 году.

Притяжение к Солнцу могло происходить ровно до того момента, пока не сформировался Сатурн, который начал тянуть Юпитер назад от светила. Такая перетяжка, в свою очередь, могла стать причиной объединения групп метеоритов в единый пояс. Более того, по мнению некоторых ученых, молодой и массивный Юпитер может быть объяснением того, почему наша Земля вышла относительно маленькой и имеет относительно тонкую атмосферу.

Научные данные указывают, что Земля появилась из солнечной туманности примерно через 100 миллионов лет после формирования системы и до этого момента имела слишком малую гравитацию, «чтобы нарастить богатую водородом и гелием атмосферу», что встречается, как правило у других миров. Благодарить за это нужно Юпитер, который буквально высосал большинство этого материала себе.

Охотники за экзопланетами, наблюдающие за другими звездными системами, обнаружили несколько супер-Земель – планет размером больше земли, но меньше таких газовых гигантов, как Нептун. Несколько из этих экзопланет больше Земли в два раза и находятся в обитаемых зонах своих звезд. По мнению Крюйера, причиной, по которой наша Солнечная система лишена супер-Земель, как раз заключается в Юпитере и его влияния.

«Даже в своем детстве Юпитер оказал серьезное влияние на динамику и эволюцию Солнечной системы. Несмотря на то, что это влияние сейчас сократилось, полностью он его не потерял. Даже через миллион лет Юпитер будет играть важную роль в том, как будет выглядеть наша система», – соглашается Джонсон.