Када су у питању рани дани нашег Сунчевог система, Јупитер има сумњиву репутацију. На неки начин, див је послужио као заштитник Земље, а његова гравитација лансирала је опасне крхотине даље од каменитих планета. У исто време, Јупитер је такође могао да баци материјал према унутра, срушивши астероиде богате водоником и планетарне ембрионе, или планетесимал, у препуне младе земаљске планете.
Сличан садржај
- Јупитерова муња више је налик земаљској него што смо мислили
- Како је млади Јупитер био заштитник и разарач
Сада, истраживачи сугерирају да су, чинећи то, Јупитер и други гасни дивови можда допринели нечем другом кључном за стеновите светове: воду.
Најмасивнији светови су можда пастили крхотине богате водом из спољашњег соларног система да би падале на камене светове. А нова истраживања сугерирају да испорука течности, кључног састојка живота какав знамо, можда није била срећа. Уместо тога, сви планетарни системи који имају толико среће да могу да угосте гасног гиганта у својим периферијама аутоматски би требали да материјал богат богатом водом падне на њихове камене унутрашње планете.
Након што се гасни дивови у потпуности развију, остаци које убацују унутра могу бити опасни. Али током кључне фазе свог рођења, они бацају материјал богат водоником који се завршава у Земљиној кори и плашту, а касније се веже са кисеоником и постаје вода.
"У процесу формирања, они посвуда шаљу ову велику гомилу планете-животиња, а неки јуре у земаљске планете", рекао је Шон Рејмонд, астроном који проучава како се планете развијају на француском Универзитету у Бордоу и главни аутор студије објављено у часопису Ицарус . Моделирајући улогу гасних дивова у раном Сунчевом систему, Рејмонд је открио да дивовске планете различитих величина неизбежно су бациле материјал богат водом, у унутрашњи систем, где би га стјеновити свјетови потенцијално могли задржати као текућу воду на својим површинама.
Вода је, наравно, кључни састојак еволуције живота какав знамо на Земљи. Дакле, када је реч о ловачким светима изван Сунчевог система, сматра се да су стјеновити свјетови који могу угостити драгоцјену текућину најбоље ловиште за ванземаљски живот. Од 1980-их, истраживачи су се борили да утврде како је вода стигла на Земљу. Данас су астероиди богати угљеником водећи осумњичени.
У младом Сунчевом систему судари су били чести и орбите су се међусобно укрштале, а на ране астероиде су и даље лако утицали блиски сусрети с другим планетама, чија их је гравитација одбацила према каменитим светима. "Мислим да је то врло занимљива прича, а она је та основно је ако покушавате да схватите како стварате планете за живот, "рекао је астрохемичар Цонел Алекандер, који из тих астероида проучава примитивне метеорите.
Пре око 4, 5 милијарди година, облак преосталог гаса од стварања сунца родио је планете. Гас је висио около милионима година, утичући на кретање планета и њихових компоненти богатих стенама. Раст температуре значио је да је водоник, грађевински блок воде, заробљен у леду у хладнијим пределима Сунчевог система, далеко изван досега Земље.
Чинило се да је нашој планети предодређено да буде сува и јака пустиња. Па шта се догодило?
'Смешно једноставан концепт'
Последњих година модели нашег соларног система показали су да су гасни дивови највероватније прошли запетљани плес пре него што су се нашли на својим тренутним местима. Нептун и Уран вероватно су се формирали ближе сунцу него што су данас. На крају су се преселили према ван, тргујући местима дуж пута. Познат као Нице модел, сматра се да је овај процес потакнуо Касно тешко бомбардовање, кичму леденог удара око 600 милиона година након формирања Сунчевог система.
Сатурн и Јупитер су можда прошли још напорније путовање, плутајући кроз млади астероидни појас на путу ка унутрашњем соларном систему пре него што су прешли курс уназад и кренули назад. Уз пут су послали и астероиде који су се сударили према Земљи. Ово је познато као модел Гранд Тацк, којем је Раимонд помогао да се формулише 2008. године.
Отприлике у то време, Раимонд се први пут заинтригирао како је Јупитер можда обликовао испоруку воде у раном Сунчевом систему. Али његово моделирање било је заустављено мањим програмским проблемом који се, чини се, није могао потресати. За решавање проблема потребан је долазак постдокторског истраживача Андре Изидороа, скоро деценију касније.
"Изидоро је за пола сата пронашао бубу коју сам имао годинама", сажаљено говори Раимонд. "Био сам заиста срећан што је то пронашао тако да у ствари можемо да урадимо пројекат."
Према новом моделу, како гасни гигант расте, троши више материјала, његова све већа гравитација дестабилизира протопланете у близини. Повлачење још увек присутног гаса маглице утиче на то како се крхотине крећу кроз Сунчев систем, шаљући део њих ка унутрашњем Сунчевом систему. Неки од тог материјала заробљени су у астероидном појасу, насељавајући га астероидима богатим угљеником чији је садржај воде сличан ономе на Земљи.
Рејмонд, првобитно, каже да су астероиди богати угљеником раштркани по региону који се протеже од 5 до 20 пута више од удаљености Земље-сунца. "Сигурно је покрио цео Сунчев систем", каже он.
Али Александар, који проучава астероиде богате угљеником, сумња да је регион био мањи, а већина осумњичених се формирала тик изван Јупитерове орбите. Ипак, он сматра да је Раимондов модел добар посао објашњавања како је материјал богат водом пребачен на Земљу, називајући хипотезу „савршено разумном“.
"Ово је најбољи начин да се ови испарљиви састојци убаце у земаљску планету која формира", каже Александар.
Модел оставља неколико висећих питања, попут зашто је данас тако мало богатства масе раног Сунчевог система. "То је кључни део који треба да буде повезан", признаје Рејмонд.
Ипак, каже да модел помаже у попуњавању неколико празнина, укључујући зашто Земљина вода више одговара саставу астероида спољног појаса од сухих астероида унутрашњих појасева.
"То је смешно једноставна последица раста Јупитера и Сатурна", каже он.
Лов на светове богате водом
Пре Раимондовог модела, истраживачи су сматрали да је необичан плес спољних планета који је воду послао у унутрашњи сунчев систем и сачувао Земљу од суве будућности. Да је то истина, то би била лоша вијест за друге свјетове, гдје су плиновити дивови можда остали цвјетови који се никад нису помакли далеко од мјеста у којем су започели.
Нови модел сугерише да би било који гасни гигант послао мокри материјал у смјеру што је последица њиховог формирања. Иако су масивни светови величине Јупитера били најефикаснији, Раимонд је открио да било који гас гигант величине може изазвати раст. То је добра вест за истраживаче који лове водене планете изван нашег Сунчевог система.
У нашем сопственом сунчевом систему модел показује да су се иони из спољњег соларног система на Земљи спуштали у три таласа. Прво је дошло док је Јупитер набубрио. Други је активиран током формације Сатурна. А трећа би се догодила када би Уран и Нептун прешли унутра, пре него што су га друга два блокирала и послали назад на периферију Сунчевог система.
"Мислим да је најсладја ствар то што у основи подразумева за било који егзо-соларни систем где имате џиновске планете и земаљске планете, те би џиновске планете слале воду према земаљским планетима", рекао је Давид О'Бриен, истраживач у планетарној Научни институт који проучава формирање планета и еволуцију раног соларног система. "То отвара много могућности за усељиве студије планета."
Нажалост, за сада немамо много сличних система за упоређивање. Већина познатих егзопланета идентификована је са НАСА-ином мисијом Кеплер, за коју је О'Бриен рекао да је најосетљивија на планете са орбитама мањим од Земљине и има потешкоће у откривању гасних гиганата у спољњем систему. Мале камените планете су такође изазовнији за посматрање. То не значи да их нема - то само значи да их још нисмо приметили.
Али ако такви системи постоје, Раимондово истраживање сугерира да камени свјетови требају бити богати оним што сматрамо течношћу живота. "Ако постоје земаљске планете и планете дивова, те огромне планете вероватно су дале земаљској планети мало воде", каже О'Бриен.
