Jupiter ei ole aina ollut samassa paikassa aurinkokunnassamme. Aurinkokuntamme historian alussa Jupiter siirtyi sisäänpäin kohti aurinkoa, melkein sinne, missä Mars tällä hetkellä kiertää, ja sitten takaisin nykyiseen sijaintiinsa.
Jupiterin vaelluksella aurinkokuntamme läpi oli joitain merkittäviä vaikutuksia aurinkokuntaamme. Joitakin Jupiterin vaellusten vaikutuksia ovat vaikutukset asteroidivyöhykkeeseen ja Marsin kasvun hidastumiseen.
Mitä muita vaikutuksia Jupiterin vaelluksella oli varhaiseen aurinkokuntaan ja miten tutkijat tekivät tämän löydön?
Tutkimuspaperissa, joka julkaistiin heinäkuun 14. päivänä Luonto Ensimmäinen kirjailija Kevin Walsh ja hänen tiiminsä loivat mallin varhaisesta aurinkokunnasta, joka auttaa selittämään Jupiterin vaeltamisen. Ryhmän malli osoittaa, että Jupiter muodostui noin 3,5 A.U:n etäisyydellä (Jupiter on tällä hetkellä hieman yli 5 A.U:n etäisyydellä auringosta) ja sitä vetivät sisäänpäin kaasupilvien virtaukset, jotka vielä ympäröivät aurinkoa tuolloin. Ajan myötä Jupiter siirtyi sisäänpäin hitaasti saavuttaen lähes saman etäisyyden auringosta kuin Marsin nykyinen kiertorata, joka ei ollut vielä muodostunut.
'Teorisoimme, että Jupiter lakkasi kulkemasta kohti aurinkoa Saturnuksen takia', sanoi Avi Mandell, yksi paperin kirjoittajista. Ryhmän tiedot osoittivat, että Jupiter ja Saturnus muuttivat molemmat sisäänpäin ja sitten ulospäin. Jupiterin tapauksessa kaasujätti asettui nykyiselle kiertoradalle hieman yli 5 a.u. Saturnus lopetti alkuperäisen ulospäin suuntautuvan liikkeensä noin 7 A.U:ssa, mutta siirtyi myöhemmin vielä pidemmälle nykyiseen asemaansa noin 9,5 A.U:ssa.
Tähtitieteilijöillä on ollut pitkään kysymyksiä asteroidivyöhykkeen sekakoostumuksesta, johon kuuluu kivisiä ja jäisiä kappaleita. Toinen aurinkokuntamme evoluution palapeli on se, miksi Mars ei kehittynyt kokoon, joka olisi verrattavissa Maahan tai Venukseen.
Taiteilijan käsitys varhaisesta planeetan muodostumisesta kaasusta ja pölystä nuoren tähden ympärillä. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech
Mandell selitti asteroidivyöhykkeestä: 'Jupiterin vaeltaminen oli hidasta, joten kun se lähestyi asteroidivyöhykettä, se ei ollut väkivaltainen törmäys, vaan enemmänkin 'do-si-do', jossa Jupiter syrjäytti esineitä ja vaihtoi olennaisesti paikkoja Asteroidi vyöhyke.'
Jupiterin hidas liike aiheutti enemmän asteroidivyöhykkeen lempeää 'töksytystä', kun se kulki sen läpi sisäänpäin suuntautuvassa liikkeessään. Kun Jupiter siirtyi takaisin ulospäin, planeetta siirtyi alun perin muodostamansa paikan ohi. Yksi sivuvaikutus siitä, että Jupiter siirtyi kauemmaksi alkuperäisestä muodostumisalueestaan, on se, että se saapui varhaisen aurinkokuntamme alueelle, jossa oli jäisiä esineitä. Jupiter työnsi monia jäisiä esineitä sisäänpäin kohti aurinkoa, jolloin ne päätyivät asteroidivyöhykkeeseen.
'Grand Tack -mallilla pyrimme itse asiassa selittämään pienen Marsin muodostumisen, ja niin tehdessämme meidän oli otettava huomioon asteroidivyöhyke', Walsh sanoi. 'Yllätykseksemme mallin selityksestä asteroidivyöhykkeestä tuli yksi hienoimmista tuloksista ja se auttaa meitä ymmärtämään aluetta paremmin kuin ennen.'
Mitä tulee Marsiin, teoriassa Marsilla olisi pitänyt olla enemmän kaasua ja pölyä, koska se on muodostunut kauempana auringosta kuin Maa. Jos Walshin ja hänen tiiminsä kehittämä malli on oikea, Jupiterin hyökkäys sisäiseen aurinkokuntaan olisi levittänyt materiaalia noin 1,5 A.U.
Mandell lisäsi: 'Miksi Mars on niin pieni, on ollut ratkaisematon ongelma aurinkokuntamme muodostumisessa. Se oli joukkueen ensimmäinen motivaatio kehittää uusi malli aurinkokunnan muodostumisesta.
Mielenkiintoinen skenaario avautuu, kun Jupiter hajottaa materiaalia 1–1,5 AU:n välillä. Sen sijaan, että planeettojen rakennusmateriaalien suurempi pitoisuus olisi ollut kauempana, korkea pitoisuus johti maan ja Venuksen muodostumiseen materiaalirikkaalle alueelle.
Walshin ja hänen tiiminsä kehittämä malli tuo uutta tietoa sisäplaneettojen, asteroidivyöhykkeemme ja Jupiterin välisestä suhteesta. Opittu tieto ei ainoastaan anna tutkijoille mahdollisuuden ymmärtää paremmin aurinkokuntaamme, vaan auttaa myös selittämään planeettojen muodostumista muissa tähtijärjestelmissä. Walsh mainitsi myös: 'Kun tiedämme, että omat planeettamme liikkuivat paljon menneisyydessä, aurinkokuntamme muistuttaa paljon naapureitamme kuin aiemmin luulimme. Emme ole enää äärimmäisiä.'
Jos haluat lukea lehtiä (edellyttää tilausta tai maksullista/yliopiston pääsyä), voit tehdä sen osoitteessa: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
Lähde: NASA Solar System -uutiset , Luonto