Az elszabadult Jupiter tehette a Naprendszert egyedivé

Jupiter

Hatalmas, elszabadult óriáslabdaként pusztíthatta végig a Jupiter a korai Naprendszer bolygóinak első generációját, mielőtt jelenlegi pályáját elfoglalhatta volna – áll egy új kutatásban. Ha a kutatók modellje helyesnek bizonyul az azt jelentheti, hogy a miénkhez hasonló bolygórendszerek száma jóval kevesebb lehet a világegyetemben, mint eddig hittük.

Csodabogár Naprendszerünk

Az elmúlt évtizedekben a csillagászok 1800 távoli csillag körül keringő bolygó létét erősítették meg. A felfedezett rendszerek között 500 olyan van, amely több bolygót is magába foglal. – írja összeállításában a Space.com csillagászati portál.

Az eredmények arra döbbentették rá a kutatókat, hogy Naprendszerünk különlegesnek számít. A leggyakrabban előforduló bolygórendszerek ugyanis több szuperföldet tartalmaznak. Ezek a kőzetbolygók Földünknél tízszer nagyobbak, és sokkal közelebb keringenek központi csillagukhoz, mint a Merkúr a Naphoz. Ezek az óriásplanéták nem csupán kövekben, hanem illékony anyagokban is gazdagok, amelyek hő hatására könnyen elgőzölögnek.

„A szuperföldeknek nagyon vastag, masszív légköre van, a bolygókon uralkodó nyomásviszonyok pedig százszorosan, vagy akár ezerszeresen is meghaladhatják a Földön tapasztaltakat. A szuperföldekével összehasonlítva a Naprendszer kőzetbolygóinak atmoszférája viszont rendkívül vékony” – nyilatkozta Konstantin Batygin, a kutatás vezető szerzője (Kaliforniai Műszaki Egyetem).

Természetesen nem ez az egyetlen furcsaság. A Jupiterhez és Szaturnuszhoz hasonló gázóriásokat magukba foglaló bolygórendszereknél a gázbolygók sokkal közelebb vannak a csillagukhoz, mint a mi Naprendszerünkben. A leggyakoribb, forró Jupiterekként is ismert óriásvilágoknál ez a táv a Merkúr-Nap távolság tizedrésze.

„Egyre inkább úgy tűnik, hogy a Naprendszer egy csodabogár” – írta Gregory Laughlin (Kaliforniai Egyetem), a tanulmány társszerzője az egyetem sajtóközleményében. Miért alakulhatott ki ez az anomália? Batygin és Laughlin hosszas kutatás után arra jutott, hogy a választ a Jupiter vándorlásában kell keresni.

A Naprendszer sematikus ábrája. Forrás: Wikimedia Commons

Pusztító Jupiter

A kutatók egy lehetséges modell vizsgálatával próbálták rekonstruálni a kozmikus történéseket. Eszerint a Naprendszer két legnagyobb bolygója közül az elsőként kialakult Jupiter egészen a Szaturnusz születéséig a Nap felé vándorolt. Az esemény azonban irányváltoztatásra kényszerítette a Jupitert, így az kifelé, a jelenlegi pályája irányába kezdett haladni. A kutatók azon kezdtek tűnődni, mi történt volna akkor, ha a Jupiter befelé tartó vándorlását megelőzően kőzetbolygók formálódnak a belső Naprendszerben? Ezt igyekeztek a tanulmányban szimulálni.

A szcenárió nem tűnt elképzelhetetlennek, a korai Naprendszerben ugyanis csillagunkat sűrű gáz- és porkorong fogta körül, ami megteremtette annak a lehetőségét, hogy a keletkező kőzetbolygók könnyen szuperföldekké váljanak. A „kozmikus számításokat” a Jupiter húzhatta keresztbe. Amint a gázóriás befelé haladt, gravitációs vonzása szoros, egymást átfedő pályára küldte az újszülött bolygókat - azaz a belső bolygók első generációját. Ez ütközéssorozatokhoz vezetett, ami apró darabokra zúzta a planétákat.

„Ugyanaz volt a helyzet, mint ami most az alacsony Föld körüli pályán keringő műholdakat fenyegeti” – mondta Laughlin. „A megsemmisülő szatellitek maradványai más műholdakba repülhetnek, ami ütközések láncreakcióját indíthatja el. Úgy véljük a Jupiter miatt ugyanez játszódhatott le nagyban, a belső Naprendszerben.” – vázolta tovább elképzeléseit a kutató.

Jupiter Forrás: NASA/JPL/USGS

A Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars születése

A belső bolygók első generációjának maradványai nagyrészt a Napban végezhették. A megmaradt anyagból – ami a szimuláció alapján az összes keletkezett törmelék 10 százaléka lehetett - viszont kialakulhatott a Naprendszer belső bolygóinak második generációja. A teória megmagyarázhatja miért fiatalabb a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars a külső bolygóknál, valamint arra is választ adhat, miért kisebbek és rendelkeznek rendkívül vékony atmoszférával más bolygórendszerek belső világaihoz képest.

„Az eredményekből arra lehet következtetni, hogy Föld-szerű bolygóink az után születtek meg, miután a Jupiter korai vándorlása „lesöpörte az asztalt” és előkészítette a terepet a gázszegény égitestek kialakulásának.” – mondta Batygin. „Az a tény teszi izgalmassá az egész elméletet, hogy a Naprendszer összes ismert tulajdonsága könnyen ebből a kozmikus folyamatból eredhet. Mintha egy szétszóródott kirakós játék darabkái állnának össze koherens egésszé.” – tette hozzá a kutató.

Laughlin eleinte szkeptikus volt az egész teóriával kapcsolatban, azonban véleménye szerint a bizonyítékok növekvő száma egyre inkább kezdi megerősíteni a Jupiter korai vándorlásának lehetőségét.

Naprendszerünk bolygóinak illsuztrációja Forrás: NASA

Egyre kisebb a földihez hasonló élet előfordulásának esélye?

Batygin kiemelte, hogy a Jupiter-szerű bolygók ritkák, a Naphoz hasonló csillagok mindössze 10 százaléka ad otthont ilyen jellegű gázóriásoknak. Ebből arra lehet következtetni, hogy valószínűleg a miénkhez hasonló bolygórendszerek sem hemzsegnek az Univerzumban. A Szaturnusz születése lehetett az a tényező, ami visszafordította a Jupitert, lehetővé téve a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars kialakulását. A tanulmány megállapításai tehát amellett teszik le voksukat, hogy a földihez hasonló élet ritka lehet a Világegyetemben. A kutatást az amerikai tudományos akadémia folyóiratában (PNAS) publikálták.