Kihatással volt a Naprendszerre a „táncoló” Jupiter

Egy új modell szerint a Jupiter, amely hosszú ideje az ötödik bolygó pozíciójában helyezkedik el a Naprendszerben, fiatalkorában ide-oda vándorolt. Ennek komoly hatása volt az aszteroidaövre és a Mars méretére.

Az eonok során a hatalmas planéta a Naprendszer közepe felé haladt, majd hátrált, egy ponton majdnem olyan közel került a Marshoz, mint ma. A bolygó mozgása komoly kihatással volt a Naprendszerre, megváltoztatta az aszteroidaöv természetét, és kisebbé tette a Marsot, mint amekkora lehetett volna.

Ezek a részletek egy új modellen alapulnak, melyet a korai Naprendszerről készített egy nemzetközi kutatócsapat, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának segítségével. A vizsgálat eredményeit a Nature folyóiratban közölték.

Az új modell (Grand Tack) szerint a Jupiter az űr azon szegletében született meg, amely mintegy három és félszer messzebb van a Naptól, mint a Föld. Mivel a Nap körül akkor még nagy mennyiségű gáz örvénylett, az óriás planéta bekerült a gázáramokba, és a Nap felé kezdett vándorolni. Egészen addig haladt befelé, mígnem 1,5 csillagászati egységre (Föld–Nap távolság) állt meg ott, ahol ma a Mars van. A vörös bolygó akkor még nem volt ott.

Avi Mandell, a vizsgálat egyik társszerzője elmondta, elméletük szerint a Jupiter a Szaturnusz miatt hagyta abba a Nap felé haladást. A Jupiterhez hasonlóan a Szaturnusz is nem sokkal születése után megindult a Nap felé, és a modell szerint, amint a két hatalmas bolygó elég közel került egymáshoz, sorsuk véglegesen összekapcsolódott. A két bolygó közötti gáz egésze fokozatosan eltűnt, így Naphoz kötött haláltáncuk megállt, végül mozgásuk iránya ellenkező irányba fordult. A két bolygó együtt indult meg kifelé, mígnem a Jupiter elérte jelenlegi pozícióját, ami 5,2 csillagászati egység, míg a Szaturnusz mintegy 7 csillagászati egységre állt meg. Később egyéb erők miatt a Szaturnusz távolabbra került, mai helyére, amely 9,5 csillagászati egységre helyezkedik el.

A mozgások – melyek több százezertől több millió évig tartottak – hatása rendkívüli volt. Mandell szerint a Jupiter befelé, majd kifelé tartó mozgása megoldhatja azon régóta fennálló rejtélyt, hogy az aszteroidaöv miért tartalmaz száraz, sziklás objektumokat és jegeseket is. A csillagászok úgy hiszik, az aszteroidaöv azért létezik, mert a Jupiter gravitációja meggátolta, hogy az ott lévő sziklás anyag összeálljon, és planétát formázzon. Helyette a zóna objektumok laza kollekciója maradt.

Egyes kutatók korábban fontolóra vették annak lehetőségét, hogy a Jupiter egy bizonyos ponton közelebb kerülhetett a Naphoz, ez azonban komoly problémát okozott az elméletben. A várakozások szerint ugyanis így a Jupiter olyannyira szétszórta az anyagot az aszteroidaövben, hogy az öv többé nem létezett volna.

Ahelyett, hogy a Jupiter elpusztította volna az aszteroidaövet a Nap felé indulva, a modell szerint a bolygó megzavarta az objektumokat, és az egész zónát kijjebb tolta. „A Jupiter migrációs folyamata lassú volt” – mondja Mandell. „Így, amikor az aszteroidaöv közelébe ért, nem került sor erőteljes ütközésre, mint inkább egyfajta táncra, melynek során a planéta eltérítette az objektumokat, és helyet cserélt az aszteroidaövvel.”

Ugyanezen a módon, ahogy a Jupiter a Naptól elfelé mozdult, befelé „böködte” az aszteroidaövet, mígnem az a jelenlegi helyére, a Mars és Jupiter modernkori pályája közé került. Mivel pedig a Jupiter sokkal távolabbra vándorolt kifelé, mint ahol korábban helyet foglalt, elérte azt a régiót, ahol jeges objektumok voltak. A masszív planéta ezen objektumok némelyikét a Nap felé térítette, az aszteroidövbe. „A végeredmény, hogy az aszteroidaöv sziklás objektumokat tartalmaz a belső Naprendszerből, és jegeseket a külsőből” – állítja Kevin Walsh, a vizsgálat egy másik társszerzője.

Azon idő, melyet a Jupiter a belső Naprendszerben eltöltött még egy nagyobb hatással járt. Jelenléte a Marsot kisebbé tette, mint egyébként lehetett volna. „A Naprendszer születését érintően régóta megoldatlan kérdés, hogy a Mars miért olyan kicsi – mondja Mandell. – Ez volt a kezdeti motiváció, hogy kifejlesszük a Naprendszer születésének új modelljét.”

Mivel a Mars távolabb alakult ki, mint a Vénusz és a Föld, több nyersanyag állt rendelkezésére a bevonzáshoz, így nagyobbnak kellene lennie a két említett égitestnél. „A bolygókutatók számára ennek sosem volt értelme” – mondja Mandell. Amennyiben viszont, ahogy a modell sugallja, a Jupiter némi időt töltött a belső Naprendszerben, akkor szétszórhatta a bolygók létrehozásához szükséges anyag egy részét. Az 1 csillagászati egységen túl fekvő anyag nagy része így szétszóródhatott, ennélfogva az 1,5 csillagászati egységre fekvő Marsnak szegényes ellátmány maradt. A Föld és a Vénusz viszont abban a régióban alakulhatott ki, mely a leggazdagabb volt a bolygóalkotó anyagokban.

Walsh szerint a modell célja az volt, hogy meg tudják magyarázni a kisméretű Mars születését, és ennek folytán az aszteroidaövvel is számolni kellett. „Meglepetésünkre a modell magyarázata az aszteroidaövre az egyik legkellemesebb eredmény, és segíthet jobban megismerni a régiót.”

A modell másik előnye, hogy a Jupitert, a Szaturnuszt és más óriásbolygókat olyan pozícióba helyezi, melyek nagyon jól illeszkednek azon relatíve új teóriához, amely arra ad magyarázatot, ezek a nagy planéták hogyan mozgolódtak a Naprendszer történetének későbbi szakaszán.

A modell emellett Naprendszerünket az eddig megtalált egyéb planetáris rendszerekhez teszi igen hasonlóvá. Azon esetek nagy részében a hatalmas gázóriások, úgynevezett „forró Jupiterek” rendkívül közel helyezkednek el gazdacsillagukhoz, sokkal közelebb, mint a Merkúr a Naphoz. A bolygókutatók számára az újonnan felfedezett hasonlóság megnyugtató. Walsh szerint, tudván, hogy bolygóink a múltban ilyen sokat mozgolódtak, Naprendszerünket sokkal hasonlóbbá teszi szomszédjaihoz, mint korábban hitték.

(hirado.hu/SpaceDaily)