Якщо ви коли-небудь замислювалися, чому наша планета існує, то значну частину відповіді можна знайти у впливі Юпітера. Нове дослідження Університету Райса, що розташований у Х’юстоні, штат Техас, і є приватним науково-дослідним вищим навчальним закладом зі значною репутацією у галузі природничих наук та інженерії, свідчить про те, що якби не цей газовий гігант, Земля під час свого формування неминуче спірально поринула б у Сонце.
Науковці, що вивчають формування Сонячної системи, стикаються з чималою кількістю головоломок. Загальновизнана теорія припускає, що наша зоряна система утворилася з величезної хмари газу та пилу, яка стиснулася, утворивши Сонце в центрі та акреційний диск, з якого згодом постали планети. Проте, ретельний аналіз механізмів цього процесу постійно породжує нові запитання. Однією з таких невідповідностей є пояснення самого існування Землі та інших планет внутрішньої Сонячної системи – Меркурія, Венери та Марса.
Загадка радіального дрейфу
Коли близько 4,57 мільярда років тому хмара газу та пилу сколапсувала, утворивши Сонячну систему, диск, що оточував прото-Сонце, мав одну особливість, яка мала б зробити існування Землі неможливим. Це явище відоме як радіальний дрейф. Суть його полягає в тому, що кілометрові планетезималі – будівельні блоки планет, з яких утворилися планети, – мали б зазнавати тертя від навколишнього газу та пилу. Це тертя змушувало б їх рухатися по спіралі до Сонця, подібно до того, як супутники на навколоземній орбіті поступово втрачають траєкторію та згорають в атмосфері. За такого сценарію ранні Земля, Меркурій, Венера та Марс мали б так само спірально поринути у вогняну загибель. Однак цього не сталося.
Ще однією дивною обставиною є існування цілих класів дрібних об’єктів – безвуглецевих (НВ) метеоритів, відмінних від вуглецевих (ВВ) метеоритів. Ці два типи метеоритів мають чітко різні ізотопні сигнатури, що свідчить про їхнє формування в окремих областях простору. Велика проблема полягає в тому, чому вони взагалі існують у нинішньому вигляді та розміщенні.
Юпітер – архітектор Сонячної системи
Згідно з даними спостережень, отриманими на радіотелескопі Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) у Чилі, – це міжнародний проєкт, який включає 66 високоточних антен, розташованих на висоті 5000 метрів у пустелі Атакама, що дозволяє спостерігати Всесвіт у міліметровому та субміліметровому діапазонах, – дослідження інших сонячних систем показує, що Земля взагалі не мала б існувати. Однак, існує суттєва відмінність: у нашій Сонячній системі є Юпітер, і, схоже, саме це стало визначальним чинником.
Юпітер – це найбільша планета нашої Сонячної системи, газовий гігант, що складається переважно з водню та гелію. Його маса в 2,5 раза перевищує сукупну масу всіх інших планет Сонячної системи. Його потужне гравітаційне поле відіграє вирішальну роль у стабільності всієї системи, діючи як своєрідний “щит” від численних комет та астероїдів.
Якби наша система розвивалася подібно до інших, спостережуваних у космосі, пил та газ мали б спричинити розпад протопланет внутрішньої Сонячної системи. Зіткнення з пилом та газом зменшували б їхню масу, а з зовнішньої Сонячної системи надходили б нові матеріали, підживлюючи цей розпад, доки протопланети не здійснили б свого останнього фатального занурення.
Проте, як пояснюють вчені з Університету Райса, сталося зовсім інше. Юпітер утворився дуже швидко, і в міру зростання своєї маси він мігрував усередину, наближаючись до Сонця, а потім, подібно до вітрильника, що змінює галс, розвернувся і перемістився на свою нинішню орбіту. Під час цієї “мандрівки” його величезне гравітаційне тяжіння створило прогалину в кільці пилу та газу, що оточувало Сонце. Ця прогалина ефективно ізолювала внутрішні планети, дозволивши їм вийти на стабільні орбіти. Цей же процес також сприяв розділенню безвуглецевих та вуглецевих метеоритів, підтверджуючи, що вони сформувалися в окремих космічних регіонах.
“Юпітер не просто став найбільшою планетою – він встановив архітектуру всієї внутрішньої Сонячної системи, – зазначив Андре Ізідоро, доцент кафедри наук про Землю, навколишнє середовище та планети в Університеті Райса. – Без нього ми могли б не мати Землі такою, якою ми її знаємо”.
Це дослідження, що проливає світло на еволюційні процеси нашої Сонячної системи, було опубліковане в престижному науковому журналі Science Advances, який є одним з провідних міждисциплінарних відкритих наукових видань, що публікує високоякісні дослідження з широкого спектра наукових дисциплін.
