Wielkie rodzeństwo nie zawsze jest najłagodniejsze ze swoimi młodszymi braćmi i siostrami. Ale odrobina twardej miłości na początku może przygotować cię na przetrwanie do dorosłości - przynajmniej tak odkrywają naukowcy, jeśli chodzi o nasz układ słoneczny, w którym Jowisz mógł ostatecznie zapewnić bezpieczną przyszłość Ziemi i innych skalistych światów, grając rolę hałaśliwych duży brat.
powiązana zawartość
- Jak Jowisz mógł obdarować wczesną ziemię wodą
„Poprzednie teorie mówiły, że Jowisz był przyjacielem Ziemi, ponieważ chronił Ziemię przed wszystkimi tymi późnymi uderzeniami” - mówi Elisa Quintana, naukowiec z NASA Ames Research Center. „Stwierdzamy, że niekoniecznie tak jest, przynajmniej nie w przypadku naszego Układu Słonecznego”.
Podczas gdy Jowisz jest dziś ochronny, w przeszłości mógł grać nieco bardziej energicznie. Na początku gazowy gigant był tyranem, rzucającym szczątki w kierunku wewnętrznego układu słonecznego, gdy Ziemia wciąż się formowała. Ale w dłuższej perspektywie jego szorstkie podejście okazało się korzystne: wszystkie te kolizje przyspieszyły budowę skalistych światów i zapobiegły późniejszym gorszym zderzeniom, tak jak miało to miejsce w przypadku planet skalistych bez sąsiadujących gigantów.
Quintana współpracował ze starszym naukowcem Thomasem Barclayem, również z NASA Ames, aby modelować, jak wiele układów planetarnych radziło sobie z potężnymi światami gazu i bez nich. W przypadku skalistych światów, takich jak nasz, odkryli, że gazowi olbrzymy Jowisza grają bardziej skomplikowaną rolę, niż wcześniej sądzono. Barclay przedstawił wyniki pary w zeszłym miesiącu na 228. spotkaniu American Astronomical Society w San Diego w Kalifornii; część ich trwających badań została również opublikowana w Astrophysical Journal w kwietniu tego roku.
Światy wielkości Jowisza mogą mieć pozornie odmienne skutki na otaczających je planetach. Na przykład grawitacja gazowych gigantów nie tylko przyciąga materiał w ich kierunku, ale może również wysyłać go w pośpiechu z większą prędkością. Jeśli chodzi o budowanie planet, może to być naprawdę dobra rzecz. Quintana odkrył, że młody Jowisz wysłał materiał lecący w głąb rosnących skalistych planet, co pomogło im rosnąć szybciej niż te bez dużych sąsiadów.
Gazowi olbrzymy wpływają również na liczbę planet skalistych. Jest tak, ponieważ, podobnie jak starsze rodzeństwo, mają tendencję do pochłaniania wszystkich zabawek - w tym przypadku pyłu i gazu potrzebnego do budowy planet. Naukowcy odkryli, że światy wielkości Jowisza zwykle miały od 3 do 6 ziemskich sąsiadów, podczas gdy systemy bez gigantycznej planety budowały dwa razy więcej światów skalistych w regionach wewnętrznych i zewnętrznych.
W scenariuszu bez Jowisza nie było giganta gazowego, który pochłaniałby gaz i pył, co oznacza, że szczątki te tworzyły coś, co Quintana nazywa „całunem, czymś w rodzaju chmury małego skalistego materiału”. Szczątki utknęły w miejscu przez ponad 2 miliardy lat, obrzucając pozostałe światy lądowe ciągłymi uderzeniami. Zderzenia nie były wystarczająco duże, aby pozbawić planety ich skorupy, ale podobnie jak asteroida, która pomogła wymazać dinozaury, miały potencjał zatarcia części życia na planecie.
Natomiast gdy Jowisz był obecny, niebezpieczna chmura szczątków zniknęła w jednej dziesiątej czasu. Gazowi olbrzymy wysłały materiał w kosmos z dużą prędkością, wyrzucając część z układu słonecznego. To nie znaczyło, że planety jeszcze nie wyszły z lasu: w tym samym czasie olbrzymie światy również ciskały śmieciami w kierunku planet skalistych, podróżując szybciej niż materiał z kolekcji wolnych od Jowisza.
Szybsze obiekty latające oznaczały silniejsze zderzenia - mówimy o zderzeniach wystarczająco silnych, aby pozbawić świat oceanów i atmosfery, wysterylizować powierzchnię i zniszczyć wszelkie ewoluujące życie. Każdy skalisty świat otrzymał od 3 do 4 takich brutalnych uderzeń przez całe swoje życie, ale zdarzyły się one wystarczająco wcześnie, aby świat mógł dojść do siebie. Planety lądowe z masywnymi sąsiadami odczuły ostatnie zderzenia niszczące powierzchnię po 200 milionach lat - mrugnięcie okiem w ciągu 4, 5 miliarda lat życia Ziemi.
Wczesne uderzenia dają planecie czas na uzupełnienie oceanów i atmosfery z chmury gazu, zanim Jowisz wyrzuci ją z układu. Symulacje pokazały, że ostatnia poważna katastrofa miała miejsce około 50 milionów lat dla większości planet lądowych z gigantycznymi przyjaciółmi, wystarczająco długo, aby zebrać więcej materiału z tego dysku. Jest to zgodne z szacunkami, według których kolizja Księżyca na Ziemi trwa od 30 do 110 milionów lat.
Dla Ziemi Jowisz z pewnością odegrał mile widzianą rolę, pomagając planecie i jej skalistym sąsiadom szybko rosnąć, jednocześnie chroniąc ją przed najbardziej gwałtownymi atakami podczas ewolucji wczesnego życia. Teraz naukowcy próbują dowiedzieć się, co to znaczy, jeśli chodzi o poszukiwanie innych światów mieszkalnych. Jeśli świat wielkości Jowisza jest w stanie zatrzymać swoje skaliste odpowiedniki, to czy powinniśmy szukać systemów skalistych z gazowym gigantem na zewnętrznych krawędziach?
„Wygląda na to, że spokojny okres Układu Słonecznego jest dłuższy, jeśli istnieją planety wielkości Jowisza” - mówi Jessie Christiansen, łowca egzoplanet w California Institute of Technology, który nie był częścią badań. Ten cichy okres jest „kojącym okresem, w którym możesz pozwolić, aby rzeczy ewoluowały na Ziemi, jak życie, bez ciągłego niszczenia” - mówi.
Dodaje, że szukając planet potencjalnie nadających się do zamieszkania, nie jest złym pomysłem obserwowanie skalistych światów z odległymi gigantycznymi przyjaciółmi. Niestety może to oznaczać złe wieści dla życia we wszechświecie: mniej niż 10 procent gwiazd podobnych do Słońca ma gazowych gigantów na swoich zewnętrznych orbitach. „Nie uważamy, że analogi Jowisza są powszechne” - mówi Quintana.
