Dlaczego Ziemia nie została gigantem
Dotychczas astronomowie odkryli całkiem sporo superziem. W naszej galaktyce takie planety krążą wokół około 30 procent gwiazd przypominających Słońce. Wynik ten skłonił badaczy do zadania sobie pewnego istotnego pytania – skoro superziemie są tak pospolite, dlatego nie mamy ich w Układzie Słonecznym?
Aby znaleźć na powyższe pytanie odpowiedź, międzynarodowy zespół naukowców stworzył komputerowy model symulujący proces powstawania Układu Słonecznego, który wyłonił się z zapadniętego obłoku pyłu i gazu znanego jako mgławica słoneczna. Symulacje zasugerowały, że młode Słońce mogły otaczać regiony gazu i pyłu o wysokim ciśnieniu. Regiony te powstały prawdopodobnie, gdy cząstki poruszając się w kierunku Słońca pod wpływem jego silnego przyciągania grawitacyjnego, nagrzały się na tyle, by zacząć uwalniać duże ilości odparowanego gazu.
Linie sublimacji a pierścienie Słońca
Według komputerowych modeli prawdopodobnie istniały trzy różne obszary, w których cząstki zmierzające w stronę Słońca odparowywały. Obszary te nazwano liniami sublimacji. W linii najbliższej Słońcu, czyli strefie najgorętszej, w gazy zamieniały się krzemiany będące wcześniej ciałami stałymi. W linii środkowej w gaz zamieniał się lód, a w linii najdalszej tlenek węgla. Co najciekawsze, zgodnie z symulacjami cząstki stałe takie jak pył wbijały się w wymienione linie sublimacji, gdzie zaczynały się gromadzić.
„Skutek utworzenia się linii sublimacji był taki, że zbierały one cząsteczki pyłu. Dlatego widzimy pierścienie.”, powiedział jeden z autorów pracy poświęconej symulacjom – Andrea Isella. Gdyby te linie nie istniały, Słońce szybko pochłonęłoby cząstki, nie pozostawiając żadnych nasion dla wzrostu planet. „Potrzebne było coś, co by ten proces powstrzymało, aby dać im czas na przemianę w planety.”, dodał badacz.
Układ Słoneczny mógł wyglądać inaczej
Z czasem, gaz i pył otaczające Słońce się ochładzały, a linie sublimacji zbliżały się do Słońca. Dzięki temu pył mógł utworzyć planetozymale, czyli zarodki planet wielkości asteroid, które następnie mogły się połączyć, tworząc planety.
Zgodnie z wynikami badań, w pierścieniu najbliższym Słońcu powstały wewnętrzne planety Układu Słonecznego – Merkury, Wenus, Ziemia i Mars. Środkowy pierścień stał się zaś ostatecznie planetami zewnętrznego Układu Słonecznego, a ostatni pierścień utworzył asteroidy, komety i inne małe ciała, które krążą w Pasie Kuipera, za orbitą Neptuna.
Planety wewnętrznego Układu Słonecznego mogły powstać z najbliższego Słońcu pierścienia, gdzie istniała pierwsza linia sublimacji. | Źródło: Rajdeep Dasgupta/Rice University
Co najciekawsze, naukowcy odkryli, że gdyby środkowa linia sublimacyjna, a w następstwie pierścień otaczający Słońce uformowały się później, w Układzie Słonecznym mogłyby powstać superziemie. Ten scenariusz także zasymulowano. Zatem, nie bez przyczyny nasz układ wygląda dziś tak, a nie inaczej.
Ciekawe, jak bardzo Układ Słoneczny różniłby się od swojego faktycznego stanu, gdyby zamiast Ziemi powstała w nim superziemia. Zapewne wewnętrzna część układu nie składałaby się wówczas z aż czterech planet.
Źródło: Rice University, fot. tyt. Canva