A naphoz legközelebbi sziklás bolygók nagyon különféle anyagokból készülnek, mint a külső Naprendszer gáz óriásai. Ennek oka az, hogy milliárd évvel ezelőtt a csecsemő napenergia rendszerét két részre osztotta egy kozmikus kapuőr, amely megakadályozta a belső és a külső régiók keverését.
Kiderült, hogy egy új tanulmány szerint a kapuőr egy por- és gázgyűrű volt. A kerítés, vagy a „nagy elválasztás”, a szerzők által megalkotott kifejezés, manapság inkább üres hely, közvetlenül a Jupiter pályáján.
Körülbelül két évtizeddel ezelőtt a vegyészek rájöttek, hogy a bolygók építőkövei - aszteroida méretű bolygók és sokkal kisebb "kavicsok" - nagyon eltérő összetételűek voltak, a naptól való távolságtól függően. A kavicsok, amelyek felépítették a külső vagy "jovián" bolygót, nagyobb koncentrációban tartalmaztak szerves molekulákat, például szén és illékony anyagok, vagy jég és gáz, mint azok, amelyek a nap felé közelebb álló "földi" bolygót, például a Földet és a Földet építették fel. Mars.
De ez rejtélyes volt, mert az elmélet azt jósolta, hogy a külső Naprendszerből származó kavicsoknak a belső Naprendszer felé kellett fordulniuk, az úgynevezett „gázhúzás” vagy a fiatal napot körülvevő gáz gravitációs vonzása miatt.
A kutatás előtt a tudósok úgy gondolták, hogy "Jupiter volt az a gravitációs fal, amely megakadályozta a születő Naprendszerünk belső és külső korongja keveredését" - mondta Stephen Mojzsis, a Colorado Egyetem Boulder Egyetem geokémia professzora. A gondolkodás az volt, hogy a Jupiter olyan nagy, és gravitációs vonzása olyan erős, hogy apró kavicsokat zúzott, mielőtt elérnék a belső Naprendszert.
Ennek az elméletnek a kipróbálására Mojzsis és vezető szerző Ramon Brasser, a japán Tokiói Technológiai Intézet Föld-élettudományi Intézetének kutatója számítógépes szimulációkat készített, amelyek újból elősegítették a korai Naprendszer és a benne lévő bolygók növekedését.
A szimuláció rámutatott, hogy a Jupiter nem tudott gyorsan növekedni, hogy megakadályozza az összes szénben gazdag kavics beáramlását a belső Naprendszerbe. Valójában a külső Naprendszerből származó kavicsok többsége egyenesen továbbadta a növekvő Jupiter által.
"Jupiter nagyon nem hatékony kapus" - mondta Mojzsis a Live Science-nek. "Olyan, mint egy porózus határ menti bevándorlók, akik a külső Naprendszerből elárasztották volna a belső Naprendszert." Jupiter önmagában sok kavicsot átengedett volna, ami azt jelenti, hogy a külső és a belső Naprendszer bolygói hasonló összetételűeknek bizonyultak - tette hozzá.
Ehelyett a két tudós egy másik elméletet javasolt: a naprendszer korai szakaszában létezhet egy gyűrű vagy több gyűrű váltakozó sávokkal, amelyek magas és alacsony nyomású gázt és port tartalmaznak a nap körül. Ezek a gyűrűk megakadályozhatták a kavicsok belépését. Hipotézisüket a chilei Atacama Nagy milliméter / Submillimeter Array (ALMA) megfigyelésein alapozták, amelyek azt mutatták, hogy öt fiatal csillagból körülbelül 2-nél vannak körülbelül ezek a bikaszem-szerű lemezek.
Ezek a nagynyomású tárcsák csapdába ejthetik a port, és megkülönböztetett csoportokba csoportosíthatták azt - az egyik, amely Jupitelt és Szaturnust képez, és például egy másik Földet és Marsot. Az egyik ilyen mosogató megakadályozhatta a külső kavicsoknak a nap felé történő elmozdulását, ami megteremtette a nagy szakadékot - mondta Mojzsis. Ennek ellenére ez a gyűrű nem lett volna teljesen lezárva. Ez lehetővé tette a széntartalmú kavicsok beáramlását a belső Naprendszerbe, megteremtve a magvakat a földi élethez - tette hozzá.
"Érdekes ötlet" - mondta Michiel Lambrechts, a svédországi Lund Obszervatórium posztdoktori tagja, aki nem vett részt a tanulmányban. "Ugyanakkor, bár a szerzők olyan munkát mutatnak be, amely szemlélteti a belső és külső szilárd tartályok egyre növekvő Jupiterrel történő felosztásának kihívását, nem készítenek hasonló részletességű gyűrűs modellt."
Ennek a gyűrűs modellnek meg kell mutatnia, hogyan csapdába esnek a kavicsok, és hogy a bolygók mikor növekednek ilyen kavicsos csapdákban - tette hozzá. Addig "nehéz továbbra is erőteljesen előnyben részesíteni ezt a gyűrűs modellt más lehetséges magyarázatokkal szemben".
Az eredményeket ma (január 13.) közzétették a Nature Astronomy folyóiratban.
