Юпитер е най-голямата планета в Слънчевата система. Диаметърът й е около 143 000 километра, а масата над 300 пъти масата на Земята. Механизмът на образуване на такива гигантски светове се обсъжда в астрономическата общност в продължение на няколко десетилетия.
Сега в ново проучване, публикувано в списание Nature Astronomy, екип швейцарски астрофизици заяви, че Юпитер е събирал масата си на три етапа, забавяйки растежа си за два милиона години под въздействието на бомбардировките на големи обекти, разказва Space.com.
Статията с констатациите е публикувана в списанието Nature Astronomy.
Слънчевата система е на около 4,5 милиарда години, а според популярната теория за формирането на планетите те са били образувани от облак от газове и прах. С течение на времето газът и прахът се събират в малки къстери, като постепенно се сближават, образувайки планетите.
Юпитер обаче има по-сложна история. Водещият автор Ян Алиберт (Yann Alibert), астрофизик от Университета в Берн, Швейцария, заяви, че е интересно, че по-малки по размер тела са помогнали на Юпитер да натрупа повече маса, докато по-големите по размер тела, сблъскващи се в планетата добавята само енергия към планетата, но не и маса.
Юпитер е нараснал през първите милиони години на образуването си като е събирал камъчета с размер сантиметър, нараствайки до 20 пъти масата на Земята. Но през следващите 2 милиона години планетата привлича по-големи километрови тела, наречени планетезимали. Тъй като тези планетезимали са по-големи, те падат на планетата с по-голяма енергия и освобождават повече топлина, забавяйки образуването на Юпитер. Така че, когато Юпитер е на 3 милиона години, е бил само 50 пъти по-голям от масата на Земята - нараствайки значително по-бавно.
Новият модел на формиране на Юпитер, състоящ се от три етапа. Credit: Nature Astronomy / Yann Alibert (University of Bern) et. al.
"Юпитер нараства на няколко различни етапа. В началото планетарният зародиш бързо набира маса, "събирайки" малки камъчета малки около сантиметър, което позволява на бъдещата планетата да си изгради ядро в рамките на първите милион години от своето съществуване. През следващите два милиона години тя забавя развитието си, натрупвайки вещество докато се сблъсква с големи тела с диаметър до един километър. След три милиона години, когато натрупва 50 земни маси, започва третата фаза с преобладаващоа натрупване на газ", разказва Алиберт.
След тази фаза планетата бързо достигна до днешните си пропорции - повече от 300 пъти масата на Земята, чрез натрупване на газ.
Слънчевата система, разделена на две части
Екипът на Университетът в Берн използва набор от резултати, които друг колектив изследователи е събрал от наблюденията на състава на метеоритни композиции, публикувани в Proceedings of the National Academy of Sciences миналата година. По-старите изследвания са ръководени от Томас Круйър (Thomas Kruijer), изследовател в Университета в Мюнстер, Германия и Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор” в Калифорния.
Екипът на Круйър установи, че изследваните метеорити изглежда идват от два „резервоара” в нашата Слънчева система, разделени във вътрешната зона на нашата Слънчева система и във външната зона и това е станало около 1 милион години след формирането на Слънчевата система. Учените изтъкнаха, че заобикалящият Слънцето диск от прах е разделен в зората на Слънчевата система на две части за около два милиона години.
Привличането на Юпитер е причината, поради която материалът от външната Слънчева система, където обитават Юпитер и газовите гиганти, не може да взаимодейства с вътрешната част на Слънчевата система, в която днес обикалят Земята и други скалисти планети.
Учените предполагат, че причината за тази разлика е младият Юпитер, действащ като "бариера" и събрал за този период 30 земни маси. По време на този етап формиращата се планета трябва да е въздействала на диска от прах, създавайки свръхплътно тяло, което улавя камъчетата около орбитата си и не им позволява да преминат границата. По тази причина материалът от външните и вътрешните части не се смесва, докато гигантът не достигне достатъчно маса и не започва да разсейва обкръжението си.
Изображение на Юпитер, създадено от снимки, получени от космическия апарат на NASA Juno на 1 април 2018 година. Credit: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran
Но новите данни също повдигат въпроса за твърде бавното нарастване на масата на Юпитер. "Как би могъл сбор от 30 земни маси да трае два милиона години, това не е ли твърде бавно? Това несъответствие служи като стимул за преразглеждане на модела за образуване на Юпитер ", коментира Джулия Вентурини (Julia Venturini), съавтор на изследването.
Обяснение на забавянето на растежа
Според изчисленията на изследователите, времето, прекарано от младия Юпитер в масовия диапазон от 15 до 50 земни маси, е продължило много по-дълго, отколкото се смяташе, което съответства на резултатите от метеоритния анализ. По време на тази фаза сблъсъците с обекти с диаметър до километър осигуряват на планетата достатъчна енергия за загряване на атмосферата на младия гигант, което предотвратява бързото охлаждане, компресията и допълнителното натрупване на газ.
Облаците на Юпитер. Credit: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran
"Камъчетата са важни на първите етапи за бързото изграждане на ядрото, но топлината, отделена при сблъсъците с планетезималите, е от решаващо значение за забавянето на растежа", обобщават астрофизиците.
Изследователите са убедени, че техните резултати са от ключово значение за решаването на отдавнашни въпроси за образуването на Уран и Нептун, както и на екзопланети с подобна маса.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари