Исследователи из Университетов Берна и Цюриха показали процесс формирования Юпитера. Полученные от метеоритов данные свидетельствуют о том, что рост гигантской планеты был отложен на 2 млн. лет. Теперь удалось получить объяснение: столкновения с камнями километрового размера создавало высокую энергию, а значит на этой фазе мало шансов для газовой аккреции и рост планеты замедляется.
Из-за экваториального диаметра в 143000 км Юпитер считается крупнейшей планетой в Солнечной системе, превосходящей земную массу в 300 раз. Механизм формирования таких гигантов обсуждался в течение нескольких десятилетий. Только теперь получается объяснить загадки прошлого.
Ученым буквально удалось продемонстрировать рост Юпитера в 3 этапа. Интересно то, что причиной послужили не те тела, что доставляют массу и энергию. Прежде всего, планетарный зародыш стремительно наполнился небольшой сантиметровой галькой и создал ядра в течение первых миллионов лет. В последующие 2 млн. лет преобладали процессы медленной аккреции более крупных километровых пород (планетезимали). Они поражают растущую планету энергией, выделяя тепло. Через 3 млн. лет Юпитер вырос до 50 земных масс. На третьей фазе формирования доминантой стала ускоренная газовая аккреция, что и привело к созданию газового гиганта с массой в 300 земных.
Солнечная система разделена на две части
Новая модель рождения Юпитера соответствует полученным метеоритным данным, представленным на конференции в США в прошлом году. Измерения состава космических камней показали, что в первозданную эру Солнечной системы туманность делилась на две области более 2 млн. лет. Поэтому можно сказать, что Юпитер играл роль некоего барьера, когда рос от 20 к 50 земным массам. В течение этого периода формирующаяся планета нарушала пылевой диск, создавая сверхплотность, которая притягивала гальку за пределами собственной орбиты. Поэтому материал из внешних регионов не мог смешиваться с породой из внутренних участков, пока планета не добралась к достаточной массе, чтобы возмутить и направить породы внутрь.
Дискуссия среди ученых завязалась насчет единственного вопроса: «Почему Юпитер потратил 2 млн. лет на рост с 20 до 50 земных масс?». Дополнительные изучения показали, что период, когда планета достигала от 15 до 50 земных масс, охватывает больше времени, чем считали ранее. На этой фазе образования столкновения с километровыми породами обеспечивали достаточное количество энергии для нагрева газовой атмосферы молодого Юпитера и предотвращали быстрое охлаждение, сжатие и дальнейшую газовую аккрецию.
Галька важна на первых этапах, позволяя стремительно создать ядро. Но выделяемое планетезималями тепло играет решающее значение для замедления газовой аккреции, чтобы показатели соответствовали временным масштабам, продемонстрированным в метеоритах. Ученые убеждены, что их выводы позволяет решить другие давние проблемы, связанные с формированием Урана, Нептуна и экзопланет в этом массовом диапазоне.