Ko meteorīti var pastāstīt par Jupitera dzimšanu
Publicēts: 12.12.2016
Gadiem ilgi zinātnieki ir teoretizējuši, ka Jupitera orbīta vienmēr nav atradusies tur, kur šodien - aptuveni 5 astronomisko vienību (AV) attālumā no Saules. Viens no pierādījumiem, ka Jupiters ir pārvietojies, ir saistīts ar Marsa izmēru, kas ir daudz mazāks nekā paredz akrēcijas modelis. Viens no skaidrojumiem ir, ka Jupiters savulaik ir riņķojis tuvāk Saulei, savācot materiālu, kurš varēja tikt izmantots normāla izmēra Marsa izveidošanai.
Lai arī lielākā daļa zinātnieku ir vienisprātis, ka lielās planētas ir migrējušas, Jupitera veidošanās un pārvietošanās laiki līdz šim bija neskaidri. Šeit talkā nāk meteorīti.
CB hondrīti veidojās, kad Saules sistēmas pirmsākumos objekti, kas visticamāk atradās tur, kur šobrīd lielā asteroīdu josla, lielā ātrumā sadūrās viens ar otru. Jaunākajā pētījumā, kurā izmantotas datorsimulācijas, izdevies noskaidrot, ka Jupitera gravitācija varēja radīt priekšnoteikumus šīm sadursmēm. Tas savukārt nozīmē, ka laikā, kad veidojās CB hondrītos sastopamās hondrulas, Jupiters bija gandrīz tik liels, kāds tas ir mūsdienās, un atradās tuvu lielajai asteroīdu joslai.
Hondrīti ir meteorītu grupa, kurai raksturīgas hondrulas - nelieli sfēriski, agrāk izkusušas masas ieslēgumi. Tie ir vieni no visbiežāk sastopamajiem meteorītiem uz Zemes. Savukārt CB hondrīti ir ļoti rets hondrītu paveids. Jo īpaši interesanti tie ir tādēļ, ka tajos esošās hondrulas veidojušās īsā laika periodā Saules sistēmas pirmsākumos, kas bija aptuveni 5 miljonus gadus pēc tam, kad Saules sistēmā izveidojās pirmie cieti objekti.
Brendons Džonsons no Brauna universitātes, kurš vadīja pētījumu, uzskata, ka ir vēl kaut kas interesants šajos CB hondrītos. Tie ir metāliski ieslēgumi, kas veidojušies dzelzij kondensējoties no metāla tvaikiem.
"Ir nepieciešama sadursme lielā ātrumā, lai iztvaicētu dzelzi," skaidroja Džonsons. "Sadursmes ātrumam jābūt vismaz 20 km/s, bet tradicionālie Saules sistēmas agrīno posmu modeļi atklāj sadursmes, kuru ātrums nepārsniedz 12 km/s."
Tādēļ Džonsons kopā ar Kevinu Volšu no Dienvidrietumu Izpētes institūta radīja jaunus datormodeļus, kuros Jupiters atradās tuvu reģionam, kur mūsdienās plešas lielā asteroīdu josla.
Lielo planētu gravitācija spēj piešķirt paātrinājumu objektiem, kas palido salīdzinoši tuvu tām garām. Šī īpašība tiek izmantota arī mūsdienās, lai paātrinātu kosmiskos aparātus.
Džonsona un Volša scenārijā tika pieņemts, ka Jupiters izveidojās kaut kur Saules sistēmas nomalē. Kad tas bija uzkrājis pietikami daudz atmosfēras, tas mainīja apkārtējā miglāja masas izvietojumu. Tas lika planētai pārvietoties Saules virzienā, līdz Jupiters nonāca tur, kur tagad atrodas lielā asteroīdu josla. Vēlāk, kad izveidojās Saturns, gredzenotās planētas gravitācija izraisīja abu milzu planētu migrāciju prom no Saules.
Iekļaujot Jupitera pārvietošanos Saules sistēmas veidošanās modelī, laikā, kad veidojās CB hondrīti, strauji palielinājās sadursmju ātrums asteroīdu joslā. Simulācijā iegūtie ātrumi bija pietiekoši, lai dzelzs šajās sadursmēs iztvaikotu.
Visekstrēmākā sadursme modelī bija, kad 300 km lielā objektā ietriecās aptuveni 90 km liels objekts ar ātrumu 33 km/s. Šādā sadursmē varēja iztvaikot 30 līdz 60 procenti no lielākā objekta dzelzs kodola, nodrošinot materiālu CB hondrītiem.
Modelis atklāj, ka šis ātruma pīķis ilga ļoti īsu laika brīdi - aptuveni 500 000 gadus.
Lai arī modelis liecina par labu konkrētajam migrācijas scenārijam, abi zinātnieki neizslēdz arī citas versijas, piemēram, kad Jupiters veidojās tuvāk Saulei un pēc tam attālinājās. Tomēr, neatkarīgi no scenārija, CB hondrīti uzliek zināmu laika ierobežojumu milzu planētas piedzimšanai.
"Tas šķiet pašsaprotami, ka ir nepieciešams kaut kas Jupiteram līdzīgs, lai tik ļoti sajauktu asteroīdu joslu," teica Džonsons.
Brown University
Komentāri
