כשמדובר בימיה הראשונים של מערכת השמש שלנו, צדק מחזיק במוניטין מפוקפק. במובנים מסוימים, הענק שימש כמגן כדור הארץ, כאשר כוח המשיכה שלו שיגר פסולת מסוכנת הרחק מכוכבי הלכת הסלעיים. במקביל, יופיטר אולי השליך גם חומר פנימה והרס אסטרואידים עתירי מימן ועוברים פלנטריים, או פלנטימיים, לכוכבי לכת יבשתיים צעירים וצפופים.
תוכן קשור
- הברק של יופיטר דומה יותר לכדור הארץ מכפי שחשבנו
- איך יופיטר צעיר שימש כמגן וגם כמשמיד
כעת, החוקרים מציעים כי בכך, יופיטר וענקי גז אחרים עשויים לתרום משהו חיוני נוסף לעולמות סלעיים: מים.
בעולמות המסיביים ביותר עשויים להיות פסולת עשירה במים ממערכת השמש החיצונית ליפול על העולמות הסלעיים. ומחקרים חדשים מצביעים על מסירת הנוזל, מרכיב מפתח לחיים כפי שאנו מכירים אותו, אולי לא היה מזל. במקום זאת, על כל המערכות הפלנטאניות המאושרות לארח ענקית גז בפאתייהן, באופן אוטומטי חומר עשיר במים נופל על כוכבי הלכת הפנימיים הסלעיים שלהם.
לאחר שענקי הגז התפתחו במלואם, הפסולת שהם מטילים פנימה עלולה להיות מסוכנת. אך במהלך שלב מפתח בלידתם הם משליכים חומר עשיר במימן המתפתל ננעל בקרום ומעטפת כדור הארץ, ומגיחים אחר כך לקשר עם חמצן והופכים למים.
שון ריימונד, אסטרונום החוקר כיצד כוכבי לכת מתפתחים באוניברסיטת צרפת בורדו הצרפתית, אמר בתגובה: "בתהליך ההיווצרות הם שולחים את הערימה הגדולה הזו של פלנטסימלים לכל מקום, וקצת מתבאסים לכוכבי הלכת היבשתיים. שפורסם בכתב העת Icarus . על ידי דוגמנות תפקידם של ענקי הגז במערכת השמש המוקדמת, מצא ריימונד שכוכבי לכת ענקיים בגדלים שונים השתלטו באופן בלתי נמנע חומר עשיר במים למערכת הפנימית, שם עולמות סלעיים עשויים להחזיק אותה כמים נוזליים על משטחיםיהם.
מים, כמובן, הם מרכיב מרכזי בהתפתחות החיים כפי שאנו מכירים אותם על פני כדור הארץ. לכן כשמדובר בעולמות ציד שמעבר למערכת השמש, עולמות סלעיים המסוגלים לארח את הנוזל היקר נחשבים כשטח הציד הטוב ביותר לחיים מחוץ לכדור הארץ. מאז שנות השמונים נאבקים החוקרים כדי לקבוע כיצד הגיעו מים על פני כדור הארץ. כיום, אסטרואידים עשירים בפחמן הם החשודים המובילים.
במערכת השמש הצעירה התנגשויות היו תכופות והמסללים חצו זה את זה, והאסטרואידים המוקדמים עדיין הושפעו בקלות ממפגשים קרובים עם כוכבי לכת אחרים, שכוח המשיכה שלהם הטיח אותם לעולמות סלעיים. "אני חושב שזה סיפור מאוד מעניין, וזה חיוני אם אתה מנסה להבין איך אתה מכין כוכבי לכת ראויים למגורים, "אמר האסטרוכימאי קונל אלכסנדר, החוקר מטאוריטים פרימיטיביים מאותם אסטרואידים.
לפני כ- 4.5 מיליארד שנה, ענן גז שנותר מיצירת השמש הוליד את כוכבי הלכת. הגז הסתובב במשך מיליוני שנים, והשפיע על תנועת כוכבי הלכת ורכיביהם העשירים בסלע. עליית הטמפרטורות פירושה שמימן, אבן בניין למים, נלכד בקרח באזורים הקרים יותר של מערכת השמש, הרחק מהישג ידה של כדור הארץ.
נראה היה שכוכב הלכת שלנו נועד להיות שממה יבשה ועקרה. אז מה קרה?
'מושג פשוט מגוחך'
בשנים האחרונות, דגמים של מערכת השמש שלנו הראו שענקי הגז ככל הנראה עברו ריקוד מורכב לפני שהגיעו למקומות הנוכחיים שלהם. נפטון ואורנוס ככל הנראה התגבשו קרוב יותר לשמש מכפי שהם כיום. בסופו של דבר הם עברו החוצה וסחבו מקומות לאורך הדרך. תהליך זה, שידוע כמודל של ניס, גרם לדרבן את ההפצצה הכבדה המאוחרת, קפיצת השפעות קפואות כ -600 מיליון שנה לאחר שנוצרה מערכת השמש.
סטורן ויופיטר עשויים לעבור מסע מחמיר עוד יותר, כשהם חורשים דרך חגורת האסטרואידים הצעירה בדרכם למערכת השמש הפנימית לפני שהחזירו את המסלול ויצאו חזרה החוצה. לאורך הדרך הם שלחו גם אסטרואידים שמתרסקים לכדור הארץ. זה ידוע כמודל Grand Tack, אותו סייע ריימונד לנסח ב -2008.
בערך באותה תקופה, ריימונד הסתקרן לראשונה מאיך שיופיטר עיצב את מסירת המים במערכת השמש המוקדמת. אבל הדוגמנות שלו הוטבעה על ידי סוגיית תכנות מינורית שלא נראה שהוא מטלטל. נדרשה הגעתו של החוקר הפוסט-דוקטורט אנדרה איזידורו, כמעט עשור לאחר מכן, כדי לפתור את הבעיה.
"איזידורו מצא חיידק שהיה לי במשך שנים בתוך חצי שעה, " אומר ריימונד בצער. "הייתי ממש שמחה שהוא מצא את זה כדי שנוכל לבצע את הפרויקט."
תחת הדגם החדש, ככל שענקית הגז מתגדלת, צורכת יותר חומר, כוח הכובד הגובר שלה מערער את היציבות של הפרוטופלאטים הסמוכים. גרירת הגז הערפילית שעדיין קיימת עדיין משפיעה על האופן בו הפסולת עוברת דרך מערכת השמש, ומשגרת חלקה מהם פנימה לכיוון מערכת השמש הפנימית. חלק מחומר זה נלכד בחגורת האסטרואידים, ואכלס אותו באסטרואידים העשירים בפחמן שתכולת המים שלהם כל כך דומה לתוכו של כדור הארץ.
במקור, אומר ריימונד, האסטרואידים העשירים בפחמן היו פזורים באזור שנפרש בין פי 5 ל -20 מהמרחק בין כדור הארץ. "זה בטח כיסה את כל מערכת השמש", הוא אומר.
אך אלכסנדר, שחקר אסטרואידים עשירים בפחמן, חושד כי האזור היה קטן יותר, כאשר מרבית החשודים נוצרו ממש מחוץ למסלולו של צדק. עם זאת, הוא חושב שהמודל של ריימונד עושה עבודה טובה בהסבר כיצד הועבר חומר עשיר במים לכדור הארץ, וכינה את ההשערה "סבירה לחלוטין."
"זו הדרך הטובה ביותר להכניס נדיפים אלה לאזור היוצר כדור הארץ הארצי", אומר אלכסנדר.
המודל מותיר מספר שאלות תלויות, כמו למשל מדוע כה מעט מעושר המסה של מערכת השמש המוקדמת קיים כיום. "זה חלק מרכזי שצריך לחבר", מודה ריימונד.
עם זאת, לדבריו המודל עוזר למלא מספר פערים, כולל מדוע מי כדור הארץ תואמים את הרכב האסטרואידים של החגורה החיצונית יותר מאשר האסטרואידים היבשים יותר של החגורות הפנימיות.
"זו תוצאה פשוט מגוחכת של צמיחת צדק ושבתאי", הוא אומר.
עולמות ציד עשירים במים
לפני המודל של ריימונד, החוקרים חשבו שזה הריקוד הלא שגרתי של כוכבי הלכת החיצוניים ששלח מים למערכת השמש הפנימית ושמר על כדור הארץ מפני עתיד יבש. אם זה היה נכון, אלו יהיו חדשות רעות עבור עולמות אחרים, שבהם ענקיות הגז אולי נותרו פרחי קיר שמעולם לא התרחקו מהמקום בו התחילו.
המודל החדש מציע כי כל ענקית דלק תשלח חומר רטוב שזורח פנימה כתוצאה מהיווצרותם. בעוד העולמות המאסיביים בגודל יופיטר היו היעילים ביותר, מצא ריימונד כי כל ענק בגז בגודל יכול לעורר את הצמיחה. אלה חדשות טובות לחוקרים שצדים כוכבי לכת מימיים מחוץ למערכת השמש שלנו.
במערכת השמש שלנו, המודל מראה כי אייס ממערכת השמש החיצונית ירד על כדור הארץ בשלושה גלים. הראשון הגיע כשצדק התנפח. השנייה הופעלה במהלך היווצרותו של שבתאי. והשלישי היה קורה כשאורנוס ונפטון היגרו פנימה לפני שנחסמו על ידי השניים האחרים ונשלחו בחזרה לפרברי מערכת השמש.
דייוויד אובראיין, חוקר בפלנטה, אמר דיוויד אובראיין, "אני חושב שהדבר הכי מגניב הוא שזה בעצם מרמז על כל מערכת אקסו-סולארית שיש לך כוכבי לכת ענקיים וכוכבי לכת יבשתיים. אותם כוכבי לכת ענקיים היו שולחים מים פנימה לכוכבי הלכת היבשתיים". מכון המדע הבוחן את היווצרות הכוכבים ואת ההתפתחות של מערכת השמש המוקדמת. "זה פותח הרבה אפשרויות למחקרי פלנטה ראויים למגורים."
למרבה הצער, עד כה אין לנו הרבה מערכות דומות להשוואה. רוב האקסופלאנטים הידועים זוהו עם משימת קפלר של נאס"א, שלדברי אובראיין היא הרגישה ביותר לכוכבי לכת עם מסלולי מסלול קטנים יותר מכדור הארץ ומתקשים לאתר את ענקי הגז במערכת החיצונית. גם כוכבי לכת סלעיים קטנים מאתגרים יותר לצפייה. זה לא אומר שהם לא שם - זה רק אומר שעדיין לא הבחינו בהם.
אך אם קיימות מערכות כאלו, המחקר של ריימונד מציע כי העולמות הסלעיים צריכים להיות עשירים במה שנחשב לנוזל החיים. "אם יש כוכבי לכת יבשתיים וכוכבי לכת ענקיים, כנראה שכוכבי הלכת הענקיים האלה נתנו לכוכב הלכת היבשתי מים, " אומר אובראיין.
