Skalnaté planéty, ktoré sú najbližšie k Slnku, sú vyrobené z veľmi odlišných materiálov, ako sú plynové giganty vo vonkajšej slnečnej sústave. Je to preto, že pred miliardami rokov bola naša detská slnečná sústava rozdelená na dve časti kozmickým vrátnikom, ktorý zabránil zmiešaniu materiálov vo vnútornej a vonkajšej oblasti.
Podľa novej štúdie sa ukázalo, že vrátnik bol prsteň prachu a plynu. Plot, alebo „veľká priepasť“, pojem, ktorý autori vytvorili, je teraz väčšinou prázdnym priestorom priamo na obežnej dráhe Jupitera.
Asi pred dvoma desaťročiami si chemici uvedomili, že stavebné bloky planét - planetosimály veľkosti asteroidov alebo oveľa menšie „kamienky“ - mali veľmi odlišné zloženie v závislosti od ich vzdialenosti od Slnka. Kamienky, ktoré vybudovali vonkajšie alebo „jovianske“ planéty, obsahovali vyššie koncentrácie organických molekúl, ako sú uhlík a prchavé látky, alebo zmrzliny a plyny, ako tie, ktoré vybudovali „pozemské“ planéty bližšie k Slnku, ako sú Zem a mars.
Ale to bolo zarážajúce, pretože teória predpovedala, že okruhliaky z vonkajšej slnečnej sústavy by sa mali špirálovite prikláňať smerom k vnútornej slnečnej sústave, kvôli tomu, čo sa nazýva „ťahanie plynu“ alebo gravitačný ťah plynu obklopujúceho mladé slnko.
Pred touto štúdiou si vedci mysleli, že „gravitačnou stenou, ktorá bránila zmiešaniu medzi vnútorným a vonkajším diskom našej rodiacej sa slnečnej sústavy, bol Jupiter,“ uviedol hlavný autor Stephen Mojzsis, profesor geochémie na univerzite v Colorado Boulder. Myslel si, že Jupiter je taký veľký a jeho gravitačný ťah je taký silný, že pohltil malé kamienky skôr, ako sa dostali k vnútornej slnečnej sústave.
Na otestovanie tejto teórie Mojzsis a hlavný autor Ramon Brasser, výskumný pracovník Inštitútu pre vedu o Zemi, v Tokijskom technologickom inštitúte v Japonsku, vytvorili počítačové simulácie, ktoré znovu vytvorili rast skorej slnečnej sústavy a planét v nej.
Simulácia odhalila, že Jupiter nemohol rásť dostatočne rýchlo, aby zabránil vtekaniu všetkých kamienkov bohatých na uhlík do vnútornej slnečnej sústavy. V skutočnosti väčšina kamienkov z vonkajšej slnečnej sústavy prešla priamo rastúcim Jupiterom.
„Jupiter je veľmi neefektívny vrátnik,“ povedal Mojzsis pre Live Science. "Je to ako by pórovité hranice prisťahovalci z vonkajšej slnečnej sústavy zaplavili vnútornú slnečnú sústavu." Samotný Jupiter by prepustil veľa kamienkov, čo znamená, že planéty vo vonkajšej a vnútornej slnečnej sústave by sa ukázali ako podobné zloženia, dodal.
Namiesto toho dvaja vedci navrhli inú teóriu: na začiatku dejín slnečnej sústavy mohol existovať kruh alebo viacnásobné prstene striedajúcich sa pásiem vysokotlakého a nízkotlakového plynu a prachu obiehajúcich slnko. Tieto prstene by zabránili pohybu kamienkov dovnútra. Svoju hypotézu založili na pozorovaniach Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) v Čile, ktoré ukázali, že okolo 2 z 5 mladých hviezd mali tieto býčie oko podobné disky.
Tieto vysokotlakové disky mohli zachytiť prach a spôsobiť, že sa zhlukuje v rôznych skupinách - napríklad na takých, ktoré by vytvorili Jupiter a Saturn a ďalšie Zem a Mars. Jedno z týchto umývadiel mohlo zabrániť tomu, aby sa vonkajšie kamienky pohybovali smerom k slnku a vytvorili Veľkú priepasť, povedal Mojžiš. Napriek tomu by tento prsteň nebol úplne zapečatený. To by umožnilo prúdiť uhlíkové kamienky do vnútornej slnečnej sústavy a vytvárať semená pre život na Zemi, dodal.
Je to „zaujímavý nápad“, povedal Michiel Lambrechts, postdoktorand na švédskom observatóriu Lund, ktorý nebol súčasťou štúdie. „Hoci autori predkladajú prácu, ktorá ilustruje výzvu rozdelenia vnútorných a vonkajších pevných rezervoárov s rastúcim Jupiterom, nerobia podobne podrobný prstencový model.“
Tento prstencový model musí demonštrovať, ako sú kamienky zachytené a ako nakoniec planéty rastú v takýchto kamienkových pascích. Dovtedy „zostáva ťažké silne uprednostniť tento model prsteňa pred inými možnými vysvetleniami“.
Výsledky boli zverejnené dnes (13. januára) v časopise Nature Astronomy.
