Jowisz powstał w zawrotnym tempie i wyciął dziurę w Układzie Słonecznym – nowe badania o początkach gazowego olbrzyma

Jowisz okazuje się być najstarszą z planet Układu Słonecznego. Rys. NASA

Badanie pochodzenia Jowisza to trudne zadanie, bo nie mamy żadnych próbek pochodzących z tej planety. Nic dziwnego – z gazowego giganta nie odłupują się fragmenty, które mogłyby trafić na Ziemię w postaci meteorytów. Dlatego badania muszą się opierać na pośrednich dowodach. I tak właśnie postąpili naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory oraz Universität Münster.

Przebadali oni to, co na Ziemię trafia stosunkowo często – meteoryty pochodzące z pasa asteroid rozciągającego się pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Skupili się na zawartości izotopów wolframu i molibdenu i zauważyli, że na podstawie tego kryterium można wyraźnie wyróżnić dwie oddzielne grupy meteorytów pochodzące z dwóch różnych grup asteroid. Musiały się uformować z oddzielonych od siebie chmur gazu i pyłu, a przecież w tym rejonie Układu Słonecznego mamy tylko jeden taki pas.

Łącząc te wyniki z czasem powstania Słońca opracowali scenariusz, który najlepiej pasuje do uzyskanych wyników. 4,6 miliarda lat temu w centrum wirującego obłoku pyłu i gazu zapłonęły reakcje termojądrowe i narodziło się Słońce. I tu rzeczy zaczęły się dziać naprawdę szybko – przynajmniej w kosmicznej skali. We wciąż wirującym dysku pojawiło się skupisko materii, które zaczęło w dużym tempie przybierać na masie. W ciągu zaledwie miliona lat powstała bryła mająca masę równą około 20 masom dzisiejszej Ziemi.

Tak potężny obiekt kompletnie przeorganizował materię krążącą wokół młodziutkiego Słońca. Grawitacja wciąż rosnącego Jowisza była na tyle silna, że rozdzieliła dysk na dwie części praktycznie uniemożliwiając przenikanie materii pomiędzy nimi.

Bardzo wczesne powstanie Jowisza tłumaczy jego ogromne rozmiary – w tym czasie nie miał jeszcze innej planetarnej konkurencji i pożerał materię w bardzo szybkim tempie. Minęły 3-4 miliony lat od narodzin gwiazdy i planeta miała już około 50 mas Ziemi. Później, w ciągu kolejnych 6-7 milionów lat dysk gazu i pyłu częściowo się rozproszył a częściowo zaczął zlepiać w zaczątki kolejnych planet. W tym czasie Jowisz nie rósł już tak szybko, ale zaczął gromadzić wokół siebie gaz, który dziś stanowi ogromną większość jego objętości.

Później gigantyczna planeta zmieniła orbitę, prawdopodobnie pod wpływem oddziaływania grawitacyjnego istniejącego już Saturna i przesunęła się tak, że obie części rozdzielonego pasa asteroid połączyły się w strukturę, którą dziś widzimy za orbitą Marsa. Jednak ślad izolacji trwającej kilka milionów lat pozostał widoczny w składzie chemicznym asteroid i pochodzących z nich meteorytów, bo był to kluczowy okres formowania się większych obiektów z kosmicznej „sieczki”.