Скоро след формирането на Слънчевата система, тя премина през това, което е известно като Голямото разделение – разделянето на планетите на две отделни групи.
Не бяхме наоколо, за да наблюдаваме този космически разрив, но ново изследване изложи интригуваща хипотеза за това как се е случило.
Просто казано, Голямото разделение остави нашата слънчева система с по-малките планети, най-близо до Слънцето (включително Земята и Марс) и по-големите газови гиганти – или „планети на Юпитер“ – по-далеч (включително Юпитер и Сатурн).
Тези две групи планети се различават не само по размер, но и по състав: второстепенните планети са съставени главно от скали и не съдържат органични въглеродни съединения, докато планетите на Юпитер са главно съставени от газ и са богати на органични вещества.
„Въпросът е как е възникнала тази композиционна дихотомия?“ казва планетарният учен Рамон Брасер от Токийския технологичен институт в Япония.
„Как да гарантирате, че материалите от вътрешната и външната слънчева система не са се смесвали от началото на нейната история?“
Досега сме обвинявали гравитационните ефекти на Юпитер. Според тази идея гравитацията на масивната планета е била достатъчна, за да създаде някаква невидима бариера между вътрешната и външната планети.
Но Брасер и колегите му смятат, че това не е така. Техните изчисления сочат към пръстеновидна структура, образуваща се около ранното Слънце, създавайки диск, който е действал като физическа бариера между двата вида планетни материали.
„Най-вероятното обяснение за тази разлика в планетарния състав е, че тя е възникнала от вътрешната структура на този диск от газ и прах“, казва геологът Стивън Мойзис от Университета на Колорадо в Боулдър.
Компютърни симулации, проведени от изследователите, показват, че в ранната Слънчева система Юпитер не би бил достатъчно голям, за да блокира потока на скалист материал към Слънцето. Ако Юпитер не причини разрива, екипът трябваше да потърси алтернативно обяснение.
Шофира около далечни звезди. (ALMA / ESO / NAOJ / NRAO)
Те го откриха в данни от телескопа Atacama Array (ALMA) в Чили, където дискове с газ и прах бяха забелязани около млади звезди. Ако такъв пръстен първоначално се е образувал около нашата собствена звезда, той може да отдели газ и прах на отделни слоеве с високо и ниско налягане.
Изследователите го описват като „бум на налягането“, способен да разбие материала на две отделни групи в ранните дни на Слънчевата система. Всъщност може да е имало множество пръстени, отговорни за създаването на разлома при типовете планети.
Как са били сортирани материалите в ранната Слънчева система, също е важно знание за разбирането на произхода на живота на Земята.
За разлика от други земни планети, нашата система противодейства на тази тенденция, като затваря органични материали, което предполага, че тези разделящи дискове не е задължително да се пресичат напълно – а летливите, богати на въглерод материали могат да бъдат разпръснати по време на разделянето, за да създадат живот на Земята.
Това е още един пример за това как изучаването на нарастващите звездни системи в други части на космоса може да ни разкаже повече за това как е възникнала нашата собствена слънчева система и първите намеци за живота в нашия слънчев квартал.
Изследването е публикувано в списанието Nature Astronomy.
