Wkrótce po utworzeniu Układu Słonecznego przeszedł przez tzw. Wielkie Oddzielenie – podział planet na dwie odrębne grupy.
Nie byliśmy w pobliżu, aby obejrzeć tę kosmiczną szczelinę, ale nowe badania doprowadziły do intrygującej hipotezy na temat tego, jak to się stało.
Mówiąc najprościej, Wielka Separacja opuściła nasz Układ Słoneczny z mniejszymi planetami najbliżej Słońca (w tym Ziemią i Marsem) oraz większymi gazowymi olbrzymami – lub „planetami Jowisza” – dalej (w tym Jowisz i Saturn).
Te dwie grupy planet różnią się nie tylko wielkością, ale także składem: mniejsze planety składają się głównie ze skał i nie zawierają organicznych związków węgla, podczas gdy planety Jowisza składają się głównie z gazu i są bogate w materię organiczną.
“Pytanie brzmi, jak doszło do tej dychotomii kompozycyjnej?” mówi planetolog Ramon Brasser z Tokyo Institute of Technology w Japonii.
„W jaki sposób można zapewnić, że materiał z wewnętrznego i zewnętrznego układu słonecznego nie był mieszany od początku jego historii?”
Jak dotąd obwinialiśmy efekty grawitacyjne Jowisza. Zgodnie z tym pomysłem grawitacja masywnej planety wystarczyła, aby stworzyć rodzaj niewidzialnej bariery między planetami wewnętrznymi i zewnętrznymi.
Ale Brasser i jego koledzy uważają, że tak nie jest. Ich obliczenia wskazują na podobną do pierścienia strukturę tworzącą się wokół wczesnego Słońca, tworząc dysk, który działał jako fizyczna bariera między dwoma rodzajami materiałów planetarnych.
„Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tej różnicy w składzie planet jest fakt, że powstała ona z wewnętrznej struktury tego dysku gazu i pyłu” – mówi geolog Stephen Moijsis z University of Colorado w Boulder.
Symulacje komputerowe przeprowadzone przez naukowców wykazały, że we wczesnym Układzie Słonecznym Jowisz nie byłby wystarczająco duży, aby zablokować przepływ materiału skalnego w kierunku Słońca. Jeśli Jowisz nie spowodował pęknięcia, zespół musiał szukać alternatywnego wyjaśnienia.
Jeździ wokół odległych gwiazd. (ALMA / ESO / NAOJ / NRAO)
Znaleźli to w danych z Atacama Telescope Array (ALMA) w Chile, gdzie wokół młodych gwiazd zaobserwowano dyski gazu i pyłu. Gdyby taki pierścień powstał pierwotnie wokół naszej własnej gwiazdy, mógłby rozdzielić gaz i pył na oddzielne warstwy wysokiego i niskiego ciśnienia.
Naukowcy opisują to jako „uderzenie ciśnieniowe” zdolne do rozbicia materiału na dwie odrębne grupy we wczesnych dniach Układu Słonecznego. W rzeczywistości mogło istnieć kilka pierścieni odpowiedzialnych za tworzenie szczelin w typach planet.
Sposób sortowania materiałów we wczesnym Układzie Słonecznym jest również ważną wiedzą umożliwiającą zrozumienie pochodzenia życia na Ziemi.
W przeciwieństwie do innych planet ziemskich, nasz system przeciwdziała temu trendowi, otaczając materiały organiczne, co sugeruje, że te dyski separacji niekoniecznie muszą być całkowicie nieprzecinające się – a lotne, bogate w węgiel materiały mogą być rozproszone w trakcie separacji, tworząc życie na Ziemia.
To kolejny przykład tego, jak badanie rosnących układów gwiezdnych w innych częściach kosmosu może powiedzieć nam więcej o tym, jak powstał nasz własny układ słoneczny oraz o pierwszych wskazówkach dotyczących życia w naszym słonecznym sąsiedztwie.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy.
