V posledných rokoch sa astronómovia snažia vylepšiť naše chápanie toho, ako sa tvorí slnečná sústava. Na jednej strane máte tradičnú Nebulárnu hypotézu, ktorá tvrdí, že Slnko, planéty a všetky ostatné objekty v slnečnej sústave vznikli z hmlistých hmotných miliárd rokov. Astronómovia však tradične predpokladali, že planéty sa formovali v ich súčasných obežných dráhach, ktoré sa odvtedy spochybňujú.
Toto sa stalo výzvou pre teórie, ako je model Grand Tack. Táto teória uvádza, že Jupiter migroval zo svojej pôvodnej obežnej dráhy po jej vytvorení, čo malo veľký vplyv na vnútornú slnečnú sústavu. V nedávnej štúdii medzinárodný tím vedcov urobil veci ešte o krok ďalej a navrhol, aby sa Mars skutočne vytvoril v dnešnom Asteroidnom páse a postupom času sa priblížil bližšie k Slnku.
Štúdia s názvom „Chladná a vzdialená formácia Marsu“ sa nedávno objavila v časopise Listy o Zemi a planéte. Štúdiu viedli Ramon Brasser z Inštitútu vied o živote na Zemi v Tokijskom technologickom inštitúte a zúčastnili sa jej členovia z University of Colorado, Maďarskej akadémie vied a University of Dundee vo Veľkej Británii.
Kvôli štúdiu sa tím zaoberal jedným z najzaujímavejších problémov s tradičnými modelmi tvorby slnečnej sústavy. Toto je predpoklad, že Mars, Zem a Venuša sa formovali úzko spolu a že Mars migroval smerom von na svoju súčasnú obežnú dráhu. Teória okrem toho tvrdí, že Mars - zhruba 53% ako Zem a iba 15% ako masívny - je v podstate planetárnym embryom, ktoré sa nikdy nestalo plnou, skalnatou planétou.
To je však v rozpore s hromadnými elementárnymi a izotopickými štúdiami uskutočnenými na marťanských meteoritoch, ktoré zaznamenali kľúčové rozdiely v zložení medzi Marsom a Zemou. Ako Brasser a jeho tím uviedli vo svojej štúdii:
„To naznačuje, že Mars sa počas primárneho nárastu tvoril mimo terestriálnej zóny kŕmenia. Je preto pravdepodobné, že Mars zostal vždy podstatne ďalej od Slnka ako Zem; jeho rast bol zastavený skoro a jeho hmotnosť zostala relatívne nízka. “
Na testovanie tejto hypotézy tím vykonal dynamické simulácie, ktoré boli v súlade s modelom Grand Tack. V týchto simuláciách sa Jupiter pohyboval veľkou koncentráciou hmoty smerom k Slnku a migroval smerom k vnútornej slnečnej sústave, čo malo výrazný vplyv na formovanie a orbitálne vlastnosti pozemských planét (Merkúr, Venuša, Zem a Mars).
Teória tiež zastáva názor, že táto migrácia stiahla materiál z Marsu, a tak zodpovedala rozdielom v zložení a menšej veľkosti a hmotnosti planéty v porovnaní s Venušou a Zemou. Zistili, že Mars sa v malom percente svojich simulácií vytvoril ďalej od Slnka a že Jupiterov gravitačný ťah vytlačil Mars na jeho súčasnú obežnú dráhu.
Tím dospel k záveru, že buď vedcom chýbajú potrebné mechanizmy na vysvetlenie formácie Marsu alebo všetky možnosti, tento štatisticky zriedkavý scenár je skutočne správny. Ako uviedol v nedávnom rozhovore s Stephen Mojzsis - profesor geologických vied na University of Colorado a spoluautor štúdie Astrobiology Magazine, skutočnosť, že scenár je zriedkavý, ho neospravedlňuje:
„Vzhľadom na dostatok času môžeme tieto udalosti očakávať. Napríklad, ak hodíte kockami dostatočne dlho, nakoniec dostanete dvojnásobnú šestku. Pravdepodobnosť je 1/36 alebo zhruba rovnaká, ako sme získali pri našich simuláciách formácie Marsu. “
Pravdepodobne 2% pravdepodobnosť (čo získali simulácie), je z kozmologického hľadiska sotva zlá pravdepodobnosť. A keď si uvedomíme, že takáto možnosť by umožnila kľúčové rozdiely medzi Marsom a jeho pozemskými bratrancami (t. J. Zem a Venuša), zdá sa, že táto malá pravdepodobnosť je dosť možná. Myšlienka, že Mars sa v priebehu svojej histórie sťahoval dovnútra, má so sebou aj niekoľko vážnych dôsledkov.
Pre začiatočníkov boli vedci nútení vysvetliť, ako mohol Mars vlastniť silnejšiu, teplejšiu atmosféru, ktorá by umožňovala existenciu tekutej vody na povrchu. Keby sa Mars skutočne vytvoril v modernom Asteroidnom páse, bol by vystavený oveľa menšiemu slnečnému toku a povrchové teploty by boli podstatne nižšie, než keby sa formovali v dnešnej polohe.
Ako však naznačujú, že keby mal Mars v počiatočnej atmosfére dostatok oxidu uhličitého, je možné, že dopady počas neskorého ťažkého bombardovania mohli dovoliť prerušované obdobia, keď by na povrchu mohla existovať tekutá voda. Alebo ako to vysvetľujú:
„Pokiaľ ukazuje náš model, že Mars s vnútornou prchavosťou vlastnil silnú a udržateľnú skleníkovú atmosféru, jej priemerná povrchová teplota bola trvalo pod 0 ° C. Takéto chladné povrchové prostredie by bolo pravidelne ovplyvňované bombardovaním s rýchlym dopadom, ktoré obnovilo moribundný hydrologický cyklus a poskytlo útočisko pre možný skorý život v marťovej kôre. ““
V podstate, zatiaľ čo Mars by bol počas svojej skorej životnosti vystavený menšej miere slnečnej energie, bolo by možné, že bude ešte dosť teplý na to, aby na svojom povrchu podporoval tekutú vodu. A ako Mojzsis uviedol v dokumente, ktorý minulý rok spoluautorom, množstvo bombardovaní, ktoré dostalo (ako to potvrdili jeho mnohí krátery), by stačilo na roztavenie povrchového ľadu, zahusťovanie atmosféry a spustenie periodického hydrologického cyklu.
Ďalšou zaujímavou vecou v tejto štúdii je to, ako predpovedá, že Venuša má pravdepodobne veľké zloženie (vrátane izotopov kyslíka), ktoré je podobné zloženiu systému Zem-Mesiac. Podľa ich simulácií je to spôsobené skutočnosťou, že Venuša a Zem vždy zdieľali rovnaké stavebné bloky, zatiaľ čo Zem a Mars nie. Tieto nálezy boli v súlade s nedávnymi pozemnými infračervenými pozorovaniami Venuše a jej atmosféry.
K tomu však samozrejme nemožno dospieť k žiadnym definitívnym záverom, kým nie je možné získať vzorky kôry Venuše. Toto by sa mohlo dosiahnuť, ak a keď sa v najbližšom desaťročí začne navrhovaná misia Venera-Dolgozhivuschaya (Venera-D) - spoločná dohoda NASA / Roscomos o vyslaní obežnej dráhy a pristátia na Venuši -. Medzitým existujú ďalšie veľké problémy v modeli Grand Tack a v Nebulárnej hypotéze, ktoré je potrebné riešiť.
Podľa Mojžiša to zahŕňa aj to, ako sa mohli v ich súčasných polohách tvoriť obri plynu a ľadu slnečnej sústavy. Predstava, že sa vytvorili na svojich súčasných obežných dráhach za Asteroidným pásom, sa zdá byť v rozpore s modelmi skorej slnečnej sústavy, ktoré ukazujú, že nie je dostatok potrebného materiálu tak ďaleko od Slnka. Inou možnosťou je, že sa formovali bližšie k Slnku a tiež migrovali smerom von.
Ako Mojzsis vysvetlil, túto možnosť podporujú nedávne štúdie mimoslnečných planétových systémov, v ktorých sa zistilo, že plynové giganty obiehajú veľmi blízko k svojim hviezdam (t. J. „Horúcim jupiterom“) a ďalej:
„Z priamych pozorovaní prostredníctvom Keplerovho vesmírneho teleskopu a predchádzajúcich štúdií chápeme, že obrovská migrácia planéty je normálnou črtou planetárnych systémov. Obrovská formácia planéty vyvoláva migráciu a migrácia je predovšetkým o gravitácii a tieto svety sa čoskoro dotýkali obežných dráh. ““
Ak existuje jedna výhoda, že sa môžeme pozerať ďalej do vesmíru, je to spôsob, akým umožnil astronómom prísť s lepšími a úplnejšími teóriami o tom, ako vznikla slnečná sústava. A keďže náš výskum slnečnej sústavy neustále rastie, sme si istí, že sa dozvieme veľa vecí, ktoré pomôžu napredovať v porozumení iných hviezdnych systémov.
