Planetele stâncoase cele mai apropiate de soare sunt formate din materiale foarte diferite decât giganții de gaz din sistemul solar exterior. Acest lucru se datorează faptului că acum miliarde de ani, sistemul nostru solar pentru bebeluși a fost împărțit în două de un portier cosmic care a împiedicat amestecarea materialelor din regiunile interioare și exterioare.
Se dovedește că portarul era un inel de praf și gaz, potrivit unui nou studiu. Gardul, sau „Mare împărțire”, un termen creat de autori, este acum mai ales un spațiu gol chiar în interiorul orbitei lui Jupiter.
Cu aproximativ două decenii în urmă, chimiștii și-au dat seama că blocurile de construcție ale planetelor - planeteimalele de dimensiuni asteroide sau „pietricele” mult mai mici - aveau compoziții foarte diferite în funcție de distanța lor de soare. Pietrele care au construit planetele exterioare, sau „joviene”, conțineau concentrații mai mari de molecule organice, cum ar fi carbonul și volatilele, sau gurile și gazele, decât cele care au construit planetele „terestre” mai aproape de soare, cum ar fi Pământul și Marte.
Dar asta a fost nedumerit, pentru că teoria a prezis că pietricelele din sistemul solar exterior ar fi trebuit să spire către sistemul solar interior, din cauza a ceea ce se numește „tracțiune de gaz” sau tracțiunea gravitațională a gazului din jurul soarelui tânăr.
Înainte de acest studiu, oamenii de știință au crezut că „peretele gravitațional care a împiedicat amestecarea între discul interior și exterior al sistemului nostru solar nou a fost Jupiter”, a declarat autorul senior Stephen Mojzsis, profesor de geochimie la Universitatea din Colorado Boulder. Gândirea era că Jupiter era atât de mare, iar atracția gravitațională era atât de puternică, încât a gâfâit mici pietricele înainte să poată ajunge la sistemul solar interior.
Pentru a testa această teorie, Mojzsis și autorul principal Ramon Brasser, cercetător la Earth-Life Science Institute de la Tokyo Institute of Technology din Japonia, au creat simulări computerizate care au creat din nou creșterea sistemului solar timpuriu și a planetelor.
Simularea a dezvăluit că Jupiter nu a putut crește suficient de rapid pentru a evita ca toate pietricele bogate în carbon să curgă în sistemul solar interior. De fapt, majoritatea pietricelelor din sistemul solar exterior au trecut direct de către Jupiter în creștere.
"Jupiter este un portier foarte ineficient", a spus Mojzsis pentru Live Science. „Este ca și cum imigranții poroși de la frontiera din sistemul solar exterior ar fi inundat sistemul solar interior”. Jupiter ar fi dat drumul prin multe pietricele, ceea ce înseamnă că planetele din sistemul solar exterior și interior s-ar fi dovedit a avea compoziții similare, a adăugat el.
În schimb, cei doi oameni de știință au propus o altă teorie: încă din istoria sistemului solar, ar fi putut exista un inel sau mai multe inele de benzi alternative de gaz de înaltă și joasă presiune și praf care înconjoară soarele. Aceste inele ar fi împiedicat pietricele să se deplaseze spre interior. Și-au bazat ipoteza pe observațiile de la Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) din Chile, care au arătat că aproximativ 2 din 5 stele tinere aveau aceste discuri cu aspect de taur în jurul lor.
Aceste discuri de înaltă presiune ar fi putut prinde praf și l-au determinat să se aglomereze în grupuri distincte - unul care ar forma Jupiter și Saturn și un alt Pământ și Marte, de exemplu. Unul dintre aceste scufundări ar fi putut împiedica pietricelele exterioare să se deplaseze spre soare, creând Marea Divizare, a spus Mojzsis. Chiar și așa, acest inel nu ar fi fost complet sigilat. Acest lucru ar fi permis pietricelelor carbonice să curgă în sistemul solar interior, creând semințele pentru viață pe Pământ, a adăugat el.
Este o „idee interesantă”, a spus Michiel Lambrechts, o colegă postdoctorală la Observatorul Lund din Suedia, care nu a făcut parte din studiu. „Cu toate acestea, deși autorii prezintă lucrări care ilustrează provocarea de a împărți rezervoarele solide interioare și exterioare cu un Jupiter în creștere, acestea nu realizează un model de inel la fel de detaliat.”
Acest model de inel trebuie să demonstreze modul în care pietricelele sunt prinse și cum planetele ajung să crească în astfel de capcane de pietricele, a adăugat el. Până atunci, „rămâne greu să favorizăm puternic acest model de inel față de alte explicații potențiale”.
Rezultatele au fost publicate astăzi (13 ianuarie) în revista Nature Astronomy.
