Όταν πρόκειται για τις πρώτες ημέρες του ηλιακού μας συστήματος, ο Δίας έχει μια αμφίβολη φήμη. Κατά κάποιο τρόπο, ο γίγαντας χρησίμευσε ως προστάτης της γης, η βαρύτητά του ξεκινώντας επικίνδυνα συντρίμμια μακριά από τους βραχώδεις πλανήτες. Την ίδια στιγμή, ο Δίας ίσως έχει εκσφενδονίσει και το εσωτερικό, συντρίβοντας πλούσιους σε υδρογόνο αστεροειδή και πλανητικά έμβρυα, ή πλανητές, σε γεμάτους νεαρούς πλανήτες.
σχετικό περιεχόμενο
- Η αστραπή του Δία είναι περισσότερο γήινη από ό, τι σκεφτήκαμε
- Πώς ένας νεαρός Δίας ενεργούσε τόσο ως προστάτης όσο και ως καταστροφέας
Τώρα, οι ερευνητές προτείνουν ότι με αυτόν τον τρόπο, ο Δίας και άλλοι γίγαντες αερίου μπορεί να συνέβαλαν κάτι άλλο κρίσιμο για τους βραχώδεις κόσμους: νερό.
Οι πιο μαζικοί κόσμοι μπορεί να έχουν πλούσια σε νερό συντρίμμια από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα για να πέσουν στους βραχώδεις κόσμους. Και νέα έρευνα δείχνει ότι η παράδοση του υγρού, ένα βασικό συστατικό για τη ζωή όπως το γνωρίζουμε, μπορεί να μην ήταν τύχη. Αντ 'αυτού, όλα τα πλανητικά συστήματα που είναι αρκετά τυχεροί για να φιλοξενήσουν ένα γίγαντα αερίου στα περίχωρά τους θα πρέπει να έχουν αυτόματα πλούσιο σε νερό υλικό που πέφτει στους βραχώδεις εσωτερικούς πλανήτες τους.
Αφού οι γίγαντες του φυσικού αερίου έχουν αναπτυχθεί πλήρως, τα συντρίμμια που έρχονται προς τα μέσα μπορεί να είναι επικίνδυνα. Αλλά σε μια βασική φάση της γέννησής τους, ρίχνουν το υλικό που είναι πλούσιο σε υδρογόνο, το οποίο ξετυλίγεται κλειδωμένο στο φλοιό και το μανδύα της Γης, αναδύεται αργότερα για να συνδεθεί με το οξυγόνο και να γίνει νερό.
"Στη διαδικασία σχηματισμού, στέλνουν αυτό το μεγάλο σωρό planetesimals σε όλο το μέρος και μερικοί bash στους χερσαίους πλανήτες", δήλωσε ο Sean Raymond, ένας αστρονόμος που μελετά πώς οι πλανήτες εξελίσσονται στο γαλλικό Πανεπιστήμιο του Bordeaux και είναι επικεφαλής μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Icarus . Με το μοντέλο του ρόλου των γίγαντες του φυσικού αερίου στο πρώιμο ηλιακό σύστημα, ο Raymond διαπίστωσε ότι γιγαντιαίοι πλανήτες ποικίλων μεγεθών αναπόφευκτα έριξαν υλικό πλούσιο σε νερό στο εσωτερικό σύστημα, όπου βραχώδεις κόσμοι θα μπορούσαν ενδεχομένως να το κρατήσουν ως υγρό νερό στις επιφάνειές τους.
Το νερό, φυσικά, είναι ένα βασικό συστατικό για την εξέλιξη της ζωής όπως την ξέρουμε στη Γη. Έτσι, όταν πρόκειται για κυνηγούς κόσμους πέρα από το ηλιακό σύστημα, οι βραχώδεις κόσμοι που είναι ικανοί να φιλοξενήσουν το πολύτιμο υγρό θεωρούνται ότι είναι το καλύτερο κυνήγι για την εξωγήινη ζωή. Από τη δεκαετία του 1980, οι ερευνητές προσπάθησαν να καθορίσουν πόσο έφθασε το νερό στη Γη. Σήμερα, οι αστεροειδείς πλούσιοι σε άνθρακα είναι ο κύριος ύποπτος.
Στο νεαρό ηλιακό σύστημα, οι συγκρούσεις ήταν συχνές και οι τροχιές διασχίζονταν μεταξύ τους και οι πρώιμοι αστεροειδείς ήταν ακόμα εύκολα επηρεασμένοι από στενές επαφές με άλλους πλανήτες, η βαρύτητα των οποίων έριξε τους βραχώδεις κόσμους. "Νομίζω ότι είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα ιστορία και αυτή που είναι θεμελιώδεις εάν προσπαθείτε να καταλάβετε πώς δημιουργείτε κατοικήσιμους πλανήτες ", δήλωσε ο αστροχημικός Conel Alexander, ο οποίος μελετά πρωτόγονους μετεωρίτες από αυτούς τους αστεροειδείς.
Περίπου 4, 5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ένα σύννεφο αερίου που απομένει από το σχηματισμό του ήλιου γεννήθηκε στους πλανήτες. Το αέριο κρεμάστηκε για εκατομμύρια χρόνια, επηρεάζοντας την κίνηση των πλανητών και των πλούσιων σε ροκ συστατικών τους. Οι αυξανόμενες θερμοκρασίες σήμαιναν ότι το υδρογόνο, ένα δομικό στοιχείο για το νερό, παγιδεύτηκε σε πάγο στις ψυχρότερες περιοχές του ηλιακού συστήματος, μακριά από την γη.
Φάνηκε ότι ο πλανήτης μας προοριζόταν να είναι ένα ξηρό και άγονο χώμα. Λοιπόν τι έγινε?
"Μια γελοία απλή ιδέα"
Τα τελευταία χρόνια, τα μοντέλα του ηλιακού μας συστήματος έχουν δείξει ότι οι γίγαντες του φυσικού αερίου υποβλήθηκαν πιθανότατα σε περίπλοκο χορό πριν καταλήξουν στα σημερινά τους σημεία. Ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός ίσως σχηματίζονται πιο κοντά στον ήλιο από ό, τι είναι σήμερα. Τελικά, μετακόμισαν προς τα έξω, εμπορικούς χώρους κατά μήκος του δρόμου. Γνωστή ως το μοντέλο της Νίκαιας, αυτή η διαδικασία θεωρείται ότι ώθησε την Ύστερη Βαρύ Βομβαρδισμό, μια ακμή παγωμένων επιπτώσεων περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.
Ο Κρόνος και ο Δίας μπορεί να έχουν υποστεί ακόμη πιο οδυνηρό ταξίδι, οργάνωσέ με τη νέα ζώνη αστεροειδών στο δρόμο τους προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, πριν αναστρέψουν την πορεία και κατευθύνονται προς τα έξω. Στην πορεία, έστειλαν επίσης αστεροειδείς που συντρίβουν προς τη Γη. Αυτό είναι γνωστό ως το μοντέλο Grand Tack, το οποίο ο Raymond βοήθησε να διατυπώσει το 2008.
Εκείνη την εποχή, ο Raymond έγινε ο πρώτος κέντρισε το ενδιαφέρον με το πώς ο Δίας μπορεί να διαμορφωθεί παροχή νερού στις αρχές του ηλιακού συστήματος. Αλλά η μοντελοποίησή του ήταν μπερδεμένη από ένα μικρό θέμα προγραμματισμού που δεν μπορούσε να φαίνεται να κουνιέται. Πήρε την άφιξη του μεταδιδακτορικού ερευνητή Andre Izidoro, σχεδόν μια δεκαετία αργότερα, για να λύσει το πρόβλημα.
"Ο Izidoro βρήκε ένα σφάλμα που είχα εδώ και μισή ώρα, " λέει ο Raymond σφοδρά. "Ήμουν πολύ χαρούμενος που το βρήκε έτσι ώστε να μπορέσουμε πραγματικά να κάνουμε το έργο".
Κάτω από το νέο μοντέλο, καθώς ο γίγαντας του φυσικού αερίου μεγαλώνει, καταναλώνει περισσότερο υλικό, η αυξανόμενη βαρύτητά του αποσταθεροποιεί τις κοντινές πρωτόπλανες. Η οπισθέλκουσα του αέριου νεφελώματος εξακολουθεί να επηρεάζει το πώς τα θραύσματα μετακινούνται μέσω του ηλιακού συστήματος, στέλνοντας ένα κλάσμα από αυτά προς το εσωτερικό προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Μερικά από αυτά τα υλικά παγιδεύτηκαν στη ζώνη των αστεροειδών, γεμίζοντας την με τους αστεροειδείς με άνθρακα, των οποίων η περιεκτικότητα σε νερό είναι τόσο παρόμοια με τη Γη.
Αρχικά, λέει ο Raymond, οι αστεροειδείς πλούσιοι σε άνθρακα διασκορπίστηκαν σε μια περιοχή που εκτείνεται από 5 έως 20 φορές την απόσταση από τη Γη. "Πρέπει να έχει καλύψει ολόκληρο το ηλιακό σύστημα", λέει.
Αλλά ο Αλέξανδρος, ο οποίος μελετά τους αστεροειδείς πλούσιους σε άνθρακα, υποψιάζεται ότι η περιοχή ήταν μικρότερη, με τους περισσότερους από τους υπόπτους να σχηματίζουν λίγο έξω από την τροχιά του Δία. Ακόμα, πιστεύει ότι το μοντέλο του Raymond κάνει μια καλή δουλειά να εξηγεί πώς το πλούσιο σε νερό υλικό παραδόθηκε στη Γη, καλώντας την υπόθεση «απόλυτα λογική».
"Αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος για να φτάσουμε αυτά τα πτητικά στην περιοχή που σχηματίζει το χερσαίο πλανήτη", λέει ο Αλέξανδρος.
Το μοντέλο αφήνει αρκετές ερωτήσεις να κρέμονται, όπως γιατί γιατί τόσο λίγα από τον πλούτο της μάζας του πρώιμου ηλιακού συστήματος είναι παρόντα σήμερα. "Αυτό είναι ένα βασικό κομμάτι που πρέπει να συνδεθεί", παραδέχεται ο Raymond.
Παρόλα αυτά, λέει ότι το μοντέλο βοηθά στην πλήρωση αρκετών κενών, συμπεριλαμβανομένου του γιατί το νερό της Γης ταιριάζει με τη σύνθεση των αστεροειδών της εξωτερικής ζώνης περισσότερο από τους αστεροειδείς ξηραντήρες των εσωτερικών ζωνών.
"Είναι μια γελοία απλή συνέπεια του αυξανόμενου Δία και του Κρόνου", λέει.
Κυνήγι πλούσια σε νερό κόσμους
Πριν από το μοντέλο του Raymond, οι ερευνητές πίστευαν ότι ήταν ο ασυνήθιστος χορός των εξωτερικών πλανητών που έστειλαν νερό στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα και κράτησαν τη Γη από ένα ξηρό μέλλον. Αν αυτό ήταν αλήθεια, θα ήταν άσχημα νέα για άλλους κόσμους, όπου οι γίγαντες του φυσικού αερίου μπορεί να έχουν παραμείνει φέτες λουλουδιών που ποτέ δεν έφυγαν μακριά από το σημείο που ξεκίνησαν.
Το νέο μοντέλο υποδηλώνει ότι οποιοσδήποτε γίγαντας φυσικού αερίου θα στείλει υγρό υλικό που εκτοξεύεται προς τα μέσα ως συνέπεια του σχηματισμού τους. Ενώ οι τεράστιοι κόσμοι μεγέθους του Δία ήταν οι πιο αποτελεσματικοί, ο Raymond διαπίστωσε ότι οποιοσδήποτε μεγέθους αερίου γίγαντας θα μπορούσε να πυροδοτήσει την ανάπτυξη. Αυτά είναι καλά νέα για τους ερευνητές που κυνηγούν υδαρούς πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα.
Στο δικό μας ηλιακό σύστημα, το μοντέλο δείχνει ότι οι πάγοι από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα χιονίσει κάτω στη Γη σε τρία κύματα. Ο πρώτος ήρθε όταν ο Δία είχε διογκωθεί. Το δεύτερο προκλήθηκε κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του Κρόνου. Και το τρίτο θα συνέβαινε όταν ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας μετανάστευσαν προς τα μέσα πριν μπλοκαριστούν από τους άλλους δύο και έστειλαν πίσω στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος.
"Νομίζω ότι το πιο cool πράγμα είναι ότι ουσιαστικά υπονοεί για οποιοδήποτε εξω-ηλιακό σύστημα όπου έχετε γιγαντιαίους πλανήτες και χερσαίους πλανήτες, αυτοί οι γιγάντιοι πλανήτες θα στείλουν νερό προς τα μέσα στους χερσαίους πλανήτες", δήλωσε ο David O'Brien, ερευνητής στο πλανητικό Science Institute που μελετά τον σχηματισμό του πλανήτη και την εξέλιξη του πρώιμου ηλιακού συστήματος. "Αυτό ανοίγει πολλές δυνατότητες για κατοικήσιμες πλανητικές σπουδές."
Δυστυχώς, μέχρι στιγμής δεν έχουμε πολλά παρόμοια συστήματα για να συγκρίνουμε. Οι περισσότεροι από τους γνωστούς εξωπλανήτες έχουν ταυτιστεί με την αποστολή Kepler της NASA, την οποία δήλωσε ο O'Brien ότι είναι πιο ευαίσθητος στους πλανήτες με τροχιές μικρότερες από τη Γη και δυσκολεύει να ανιχνεύσει γίγαντες αερίου στο εξωτερικό σύστημα. Μικροί βραχώδεις πλανήτες είναι επίσης πιο δύσκολο να παρατηρήσουν. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν - σημαίνει απλώς ότι δεν τους έχουμε εντοπίσει ακόμα.
Αλλά αν υπάρχουν τέτοια συστήματα, η έρευνα του Raymond υποδηλώνει ότι οι βραχώδεις κόσμοι πρέπει να είναι πλούσιοι με αυτό που θεωρούμε το υγρό της ζωής. "Εάν υπάρχουν επίγειοι πλανήτες και γιγαντιαίοι πλανήτες, αυτοί οι γιγαντιαίοι πλανήτες έδωσαν πιθανώς στον χερσαίο πλανήτη λίγο νερό", λέει ο O'Brien.
