Meteority

Ako starý je Jupiter?

2024

Na to sa môže zdať jednoduchou odpoveďou: Je to rovnaký vek ako slnečná sústava, 4,56 miliardy rokov.

Ale v skutočnosti to tak nie je. Slnečná sústava nevznikla len tak okamžite ; jeho vytvorenie trvalo nejaký čas. Ako dlho nie je jasné, a závisí to od toho, čo použijete na spustenie hodín. Je to vtedy, keď sa oblak plynu a prachu, z ktorého sa vytvorilo Slnko a planéty, začal zrútiť? Alebo keď sa zaplo Slnko, tavenie vodíka v jeho jadre , stať sa plnohodnotnou hviezdou?

scooby-doo 2: vypustené príšery

Dobrým východiskovým bodom je, keď pevný materiál začal kondenzovať z disku materiálu, ktorý víri okolo proto-Slnka, a vytvára drobné zrnká minerálov. Toto sa datuje pred 4,568 miliardami rokov a je to celkom dobré miesto na spustenie hodín.

Potom sa materiál začal viac lepiť, zväčšoval sa a nakoniec tvoril planéty. Ale detaily sa počítajú!

Priblížiť

Umelecká koncepcia protoplanetárneho disku. Rovnako ako naša, keď bola mladá, veľká planéta v procese formovania vyrezáva veľkú medzeru v disku. Kredit: Karen L. Teramura, UH IfA

Jedna myšlienka je, že Jupiter vyrástol z menších protoplanét, predmetov väčších ako asi 1 000 kilometrov, cez ktoré samy vyrástli z oveľa menších skál a kamienkov. Odhady, ako dlho to trvalo, sa líšia, od 1 do 10 miliónov rokov od času nula. Ale to je široká škála! Pretože je Jupiter taký masívny, ovplyvňuje všetko okolo, takže vie, ako dlho to Aby sa dostal do svojej obrovskej veľkosti, je dôležité pochopiť, čo inak sa v tom čase dialo v slnečnej sústave.

Práve vyšiel nový dokument tvrdí, že Jupiter rástol veľmi rýchlo, bližšie k hranici 1 milióna rokov. A pochádza to, čo sa zdá byť zvláštnym zdrojom: meteority.

Meteority pochádzajú väčšinou z asteroidov, ktoré samy majú tendenciu obiehať okolo Slnka medzi Marsom a Jupiterom. Asteroidy sú zvyšky sutiny z ranej slnečnej sústavy, materiál, ktorý sa nikdy nestal planétou. Máme veľa dôkazov, že existovali asteroidy, ktoré boli dosť veľké a boli následne zničené, pravdepodobne rozbité obrovskými nárazmi iných asteroidov. Keď do seba asteroidy narazia, vytvoria trosky, ktoré obiehajú aj okolo Slnka. Niekedy ich dráhy obehnú Zem a dopadnú na povrch našej planéty, kde ich môžeme vyzdvihnúť a študovať: meteority.

Samotné meteority majú mnoho rôznych príchutí. Niektoré sú skalnatejšie, niektoré majú vysoký obsah uhlíka, niektoré sú kovové. Odráža to ich minulosť: kde sa na disku slnečnej sústavy formovali (napríklad bližšie k Slnku ako obežná dráha Jupitera alebo ďalej), či už boli kedysi súčasťou väčšieho tela, ktoré sa narušilo, či sa samy časom zasiahli , a tak ďalej.

V novej práci planetárni vedci skúmali prítomnosť volfrámu a molybdénu v meteoritoch. Vybrali si tieto kovy, pretože sú husté. V ranej slnečnej sústave, keď bol objekt dostatočne veľký na to, aby mal značnú gravitáciu (veľkosť asi 1 000 km), klesli do jadra ťažké látky ako železo, volfrám a molybdén. Ak nájdeme meteorit s množstvom ťažkých prvkov, pravdepodobne pochádza z väčšieho tela, ktoré sa rozbilo; to by sa stalo v čase, keď sa vytvorili obrovské planéty, pretože ich gravitácia veci rozvírila a bola by príčinou rozbitých planetesimálov.

Crash Course Astronomy Episode 16: Jupiter

Nehľadali však iba volfrám a molybdén; pozerali na rôzne izotopy . Ide o atómy, ktoré majú v jadre rovnaký počet protónov, ale rôzny počet neutrónov. Urobili to, pretože rôzne izotopy vznikajú z rôznych rádioaktívnych procesov a tieto trvajú rôzne dlho. Meraním relatívnych množstiev izotopov vo vzorke, môžu získať dobrú predstavu o tom, aký je starý a tiež kde v protoplanetárnom disku vznikol .

Zistili, že izotopové pomery rozdeľujú meteority na dve odlišné skupiny, ktoré existovali súčasne v čase, ale boli oddelené vo vesmíre. začína asi 1 milión rokov po tom, ako sa planéty začali formovať . Ďalej tieto dve skupiny môžu byť rozdelené na tie, ktoré sú bližšie k Slnku ako Jupiter, a ďalšie ďalej.

444 anjelské číslo znamená v láske

Niečo muselo oddeliť materiál, ktorý ich tvoril, a najpravdepodobnejším vinníkom je samotný Jupiter; jeho gravitácia disk doslova rozdelila na dve časti a vytvorila v ňom medzeru. Meteority, ktoré sa vytvorili ďalej, boli odlišné od tých, ktoré boli bližšie k sebe. To znamená, že Jupiter už musel byť dostatočne masívny, aby ovplyvnil svoje prostredie iba 1 milión rokov po začiatku formovania planéty.

Dospeli k záveru, že jadro Jupitera rástlo rýchlo a po milióne rokov sa už blížilo k 20 -násobku hmotnosti Zeme. Potom asi po 4 miliónoch rokov rástol pomalšie, približne na 50 -násobok hmotnosti Zeme. Nakoniec spotreboval okolo seba dostatok plynu, aby narástol na súčasnú obludnú hmotnosť viac ako 300 Zeme.

Takže prípad je uzavretý, nie? No nie Existuje ešte jeden nápad že Jupiter nerástol zdola nahor, narastaním menších tiel do väčších. Namiesto toho sa mohol vytvoriť zhora nadol a kondenzovať priamo z disku v dôsledku gravitačnej nestability, ktorá v podstate rýchlo zrútila veľkú časť disku. Ak je to tak, Jupiter by nemal žiadne jadro!

Schopnosť zistiť, či má Jupiter jadro alebo nie, by pomohlo rozlíšiť tieto dve hypotézy. To je jeden z hlavných dôvodov, prečo bola nádherná sonda Juno odoslaná na Jupiter. Údaje stále prichádzajú, ale predbežné výsledky naznačujú, že Jupiter má jadro. Tak trochu. Našťastie sa zdá, že jadro kašovitý , a väčšie, ako sa očakávalo. Tieto výsledky sú medzi týmito dvoma hypotézami a nevylučujú ani jednu! Takže stále nevieme. Našťastie viac údajov zo sondy, ktorá pokračuje na obežnej dráhe obrovskej planéty, pomôže určiť, čo je čo.

Aj keď je táto nová štúdia veľmi zaujímavá a veľmi múdra, povedal by som, že to nie je fajčiarska zbraň.

Celé toto vedecké úsilie pokúsiť sa zistiť, čo sa stalo v ranej slnečnej sústave, je pre mňa zaujímavé. Veda je samozrejme zaujímavá, ale pokusy pochopiť ju sú samy o sebe skutočne zaujímavé! Vedci na tom pracujú už roky, ale my začíname byť schopní používať sofistikované výpočtové modely fyziky, aby sme zistili, ako sa vtedy chovali objekty. Nejde teda o žiadny nový nápad, ktorý by priniesol novú značku, ani nie je úplne zavedený. To znamená, že dáta sa vo všeobecnosti postupne dostávajú, veľa nápadov sa prehodí, spustia sa počítačové simulácie, niektoré veci sú vylúčené, iné sú stále v prevádzke. Kvôli tomu všetkému vidím, ako papiere idú tam a späť s hypotézami, ktoré si navzájom protirečia, pretože nikto nemá tieto definitívne dôkazy.

Pamätajte si, to nie je slabosť. To je sila! Veda nie je zvyčajne procesom heuréky; potrebuje to čas, aby ste to pochopili, a keď máte veľa ľudí s rôznymi myšlienkami, je tento proces chaotický. Vedecký oblúk sa však ohýba k pravde. Postupom času, keď vyrábame lepšie pozorovacie prístroje (v tomto prípade ďalekohľady a kozmické lode), robíme viac experimentov a používame pokročilejšie modely, veciam lepšie rozumieme.

722 anjelské číslo láska

Tieto nové výsledky naznačujú, že Jupiter sa formoval rýchlo a je najstaršou planétou slnečnej sústavy; z toho, čo môžeme povedať, že Zem sa sformovala v priebehu 10-100 miliónov rokov po tom, ako sa začali zhromažďovať prvé častice. To môže byť správne. To nemusí byť. Ale tak či onak, Jupiter je predmetom intenzívneho záujmu a je hodný našej štúdie.

Sakra, v každom prípade je to náš veľký súrodenec. Myslím si, že je to dobrý nápad, spoznať to lepšie.

Obrazový kredit: Thought Cafe a Crash Course Astronomy