Skalnaté planety nejblíže ke Slunci jsou vyrobeny z velmi odlišných materiálů než obři plynu ve vnější sluneční soustavě. Je to proto, že před miliardami let byla naše dětská sluneční soustava rozdělena na dva kosmickým vrátníkem, který zabraňoval mísení materiálů ve vnitřní a vnější oblasti.
Ukázalo se, že gatekeeper byl podle nové studie prsten prachu a plynu. Plot, neboli „Velká propast“, pojem vytvořený autory, je nyní většinou prázdným prostorem právě na Jupiterově oběžné dráze.
Asi před dvěma desetiletími si chemici uvědomili, že stavební bloky planet - planetesimály velikosti planetek nebo mnohem menší „oblázky“ - měly velmi odlišné složení v závislosti na jejich vzdálenosti od slunce. Oblázky, které vytvářely vnější neboli „jovianské“ planety, obsahovaly vyšší koncentrace organických molekul, jako je uhlík a těkavé látky, nebo zmrzliny a plyny, než ty, které vytvářely „pozemské“ planety blíže ke slunci, jako je Země a Mars.
Ale to bylo záhadné, protože teorie předpověděla, že oblázky z vnější sluneční soustavy by se měly spirálovat směrem k vnitřní sluneční soustavě, kvůli tomu, co se nazývá „přetažení plynu“ nebo gravitační tah plynu obklopujícího mladé slunce.
Před touto studií se vědci domnívali, že „gravitační zeď, která bránila míchání mezi vnitřním a vnějším diskem naší rodící se sluneční soustavy, byla Jupiter,“ řekl starší autor Stephen Mojzsis, profesor geochemie na University of Colorado Boulder. Přemýšlelo se, že Jupiter je tak velký a jeho gravitační tah je tak silný, že pohltil malé oblázky dříve, než dosáhly vnitřní sluneční soustavy.
Aby tuto teorii otestovali, vytvořil Mojzsis a hlavní autor Ramon Brasser, výzkumný pracovník Institutu pro vědu o Zemi, v Tokijském technologickém institutu v Japonsku, počítačové simulace, které znovu vytvořily růst časné sluneční soustavy a planet v ní.
Simulace odhalila, že Jupiter nemohl růst dostatečně rychle, aby zabránil vniknutí všech oblázků bohatých na uhlík do vnitřní sluneční soustavy. Ve skutečnosti většina oblázků z vnější sluneční soustavy prošla přímo rostoucím Jupiterem.
„Jupiter je velmi neefektivní vrátný,“ řekl Mojzsis Live Science. "Je to jako by porézní hraniční imigranti z vnější sluneční soustavy zaplavili vnitřní sluneční soustavu." Samotný Jupiter by propustil mnoho oblázků, což znamená, že planety ve vnější a vnitřní sluneční soustavě by měly podobné složení, dodal.
Místo toho oba vědci navrhli jinou teorii: na počátku historie sluneční soustavy mohl existovat kruh nebo několik prstenů střídavých pásem vysokotlakého a nízkotlakého plynu a prachu obíhajících kolem slunce. Tyto prsteny by zabránily v pohybu oblázků. Zakládali svou hypotézu na pozorováních Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) v Chile, což ukázalo, že kolem 2 z 5 mladých hvězd měly tyto býčí oko podobné disky.
Tyto vysokotlaké disky by mohly zachytit prach a způsobit jeho agregaci v odlišných skupinách - na jednom, které by vytvořilo například Jupiter a Saturn a další Zemi a Mars. Jedno z těchto dřezů mohlo zabránit tomu, aby se vnější oblázky pohybovaly směrem ke slunci a vytvořily tak Velkou propast, řekl Mojžíš. Přesto by tento prsten nebyl zcela zapečetěn. To by umožnilo proudit uhlíkové kamínky do vnitřní sluneční soustavy a vytvářet semena pro život na Zemi, dodal.
Je to „zajímavý nápad,“ řekl Michiel Lambrechts, postdoktorand na švédské observatoři Lund, který nebyl součástí studie. "Přestože autoři předkládají práci, která ilustruje výzvu rozdělení vnitřních a vnějších pevných nádrží s rostoucím Jupiterem, nedělají podobně podrobný prstencový model."
Tento prstencový model musí ukázat, jak jsou oblázky zachyceny a jak planety nakonec rostou v takových oblázkových pastích, dodal. Do té doby „je stále těžké silně upřednostňovat tento model prstenu před jinými možnými vysvětleními.“
Výsledky byly zveřejněny dnes (13. ledna) v časopise Nature Astronomy.
