Vědci odhalili „továrnu na planety“ za Jupiterem: Klíč k původu záhadných meteoritů na Zemi

Astronomové objevili prstencovou oblast hluboko ve vesmíru, která zřejmě fungovala jako „továrna na planety“ a mohla by vysvětlit původ neobvyklých meteoritů roztroušených po Zemi.

Astronomové objevili prstencovou oblast hluboko ve vesmíru, která zřejmě fungovala jako „továrna na planety“ a mohla by vysvětlit původ neobvyklých meteoritů roztroušených po Zemi. Tato oblast, nacházející se za oběžnou dráhou Jupiteru, je plná plynu a prachu, což jí v raných fázích sluneční soustavy umožnilo sloužit jako líheň pro takzvané planetesimály – pevné útvary o délce kilometrů, které se stávají stavebními kameny planet.

Simulace popsané v nové studii publikované v The Astrophysical Journal ukázaly, že tato oblast produkovala planetesimály různého složení, což z ní činí jednu z nejvlivnějších oblastí pro formování planet v naší hvězdné soustavě. „Různé typy planetesimál se zjevně formovaly ve stejné oblasti raného prachoplynového disku, jen v různých časech. Oblast těsně za oběžnou dráhou Jupiteru k tomu nabízela vynikající podmínky,“ uvedla spoluautorka studie Joanna Drążkowska, astrofyzička z Institutu Maxe Plancka pro výzkum sluneční soustavy.

Záhada se týká třídy planetesimál zvaných uhlíkaté chondrity, které vznikly přibližně dva až čtyři miliony let po vzniku sluneční soustavy. Ačkoli se předpokládá, že většina planetesimál byla s dozráváním sluneční soustavy vyvržena, stopy těchto chondritů přežívají jako fragmenty meteoritů, které často dopadají na naši planetu. Právě ty vzácnější a neobvykle bohaté na uhlík – zmíněné chondrity – jsou nejzajímavější. Skládají se z odlišných prachových zrn, ale jejich poměr se dramaticky mění v čase, přičemž jedna generace se skládá z křehkých zrn a jiné z pevnějších. Dlouho nebylo známo, jaká oblast mohla v tak krátkém časovém okně vytvořit takovou směs planetesimál.

Vědci zjistili, že takzvaná „prachová past“ těsně za Jupiterem nabízí elegantní vysvětlení. Když bylo Slunce mladé, bylo obklopeno obrovským diskem materiálu, ve kterém se nakonec zformovaly planety. Když se objevil Jupiter se svou neuvěřitelnou hmotností, pohltil většinu materiálu tvořícího planety kolem své oběžné dráhy, čímž vytvořil mezeru v takzvaném protoplanetárním disku. Vedlejším efektem bylo, že také vytvořil prstenec plynu s vyšším tlakem mimo oblast, kterou vyčistil, a ten zachytával prachová zrna, která se shlukovala do oblázků, z nichž se nakonec mohly zrodit planetesimály.

V simulacích modelujících mikroskopické srážky částic i rozsáhlé pohyby v protoplanetárním disku vědci prokázali, že některé částice mohly být zachyceny v určitých oblastech, jako je ta poblíž Jupiteru. Dále zdůraznili roli planety tím, že zjistili, že Jupiter působil jako bariéra pro větší, pevnější částice než pro ty menší. To vše se dělo, zatímco již se formující planetesimály pohlcovaly část volně plovoucího materiálu. Postupem času tyto protichůdné procesy pomohly vytvořit planetesimály dvou odlišných generací. Během prvních 500 000 let klesala hojnost křehkých zrn, než se v průběhu dalšího milionu let opět zvýšila.