איך יופיטר צעיר שימש כמגן וגם כמשמיד

אחים גדולים הם לא תמיד הכי עדינים עם אחיהם ואחיותיהם הקטנים. אבל אהבה קשה קשוחה בשלב מוקדם עשויה להכין אתכם לשרוד לבגרות - לפחות זה מה שחוקרים מוצאים כשמדובר במערכת השמש שלנו, שם יופיטר אולי הבטיח בסופו של דבר עתיד בטוח לכדור הארץ ולעולמות סלעיים אחרים בכך שהוא משחק את התפקיד של הרועש. אח גדול.

תוכן קשור

• כיצד יכול יופיטר לחנן את כדור הארץ הקדום במים

"תיאוריות קודמות אמרו כי יופיטר היה חבר של כדור הארץ, מכיוון שהוא מגן על כדור הארץ מכל ההשפעות המאוחרות האלה", אומרת אליסה קווינטאנה, מדענית מחקר במרכז המחקר של אמס של נאס"א. "אנו מגלים שזה לא בהכרח המקרה, לפחות לא עבור מערכת השמש שלנו."

בעוד שיופיטר מגן כיום, בעבר ייתכן שהוא שיחק קצת יותר אנרגטי. בשלב מוקדם של ענקית הגז היה רודן שהפיל פסולת לעבר מערכת השמש הפנימית כאשר כדור הארץ עדיין התהווה. אך בטווח הארוך גישתה הגסה והנפילה הוכיחה את עצמה כמועילה: כל ההתנגשויות הללו האיצו את בניית העולמות הסלעיים ומנעו מהתנגשויות גרועות יותר בהמשך, כפי שעשו לכוכבי לכת סלעיים ללא ענקים שכנים.

קוינטאנה עבד עם מדען המחקר הבכיר תומאס ברקלי, גם הוא של נאס"א איימס, כדי לדגמן כמה מערכות פלנטאריות מרובות עברו עם ובלי עולמות גז מסיביים. עבור עולמות סלעיים כמו שלנו, הם גילו שענקי הגז דמויי הצדק מילאו תפקיד מורכב יותר ממה שחשבו בעבר. ברקלי הציג את תוצאות הצמד בחודש שעבר בפגישה ה -228 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בסן דייגו, קליפורניה; חלק מהמחקר השוטף שלהם פורסם גם בכתב העת Astrophysical באפריל.

עולמות בגודל יופיטר יכולים להשפיע לכאורה על כוכבי הלכת סביבם. לדוגמה, כוח המשיכה של ענקי הגז לא רק מושך אליהם חומר, אלא גם יכול לשלוח אותו במהירות במהירות גבוהה יותר. כשמדובר בבניית כוכבי לכת, זה יכול להיות דבר טוב. קווינטנה מצא שג'ופיטר צעיר שלח חומר שטס לתוך ליבות כוכבי הלכת הסלעיים הגדלים, מה שעזר להם לצמוח מהר יותר מאלו ללא שכנים גדולים.

ענקיות הגז משפיעות גם על כמה כוכבי לכת סלעיים שיכולים להיווצר. הסיבה לכך היא שכמו אח אח ותיק יותר, הם נוטים לגס את כל הצעצועים - במקרה זה, האבק והגז הדרושים לבניית כוכבי לכת. החוקרים גילו כי בעולמות בגודל יופיטר היו בדרך כלל 3 עד 6 שכנים יבשתיים, ואילו מערכות ללא פלנטה ענקית נבנו פי שניים מעולמות סלעיים באזורים הפנימיים והחיצוניים.

בתרחיש של לא-יופיטר, לא היה ענק ענק שיטפטף גז ואבק, כלומר הפסולת הזו יצרה את מה שקווינטנה מכנה "תכסה, כמו ענן של חומר סלעי קטן." ההריסות הסתובבו במשך למעלה משני מיליארד שנים, והטילו את העולמות היבשתיים הנותרים בהשפעות בלתי פוסקות. ההתנגשויות לא היו מספיק גדולות כדי להפשיט כוכבי לכת מהקרום שלהם, אך בדומה לאסטרואיד שעזר למחוק את הדינוזאורים, היה להם פוטנציאל להשמיד חלק מחיי הכוכב.

כאשר צדק היה נוכח, לעומת זאת, ענן הפסולת המסוכן נעלם בעשירית מהזמן. ענקיות הגז שיגרו חומר המוזרל לחלל במהירות גבוהה, והטילו חלק ממנו לחלוטין ממערכת השמש. זה לא אומר שכוכבי לכת יצאו עדיין מהיער: במקביל, עולמות ענק השליכו גם פסולת פנימה לעבר כוכבי הלכת הסלעיים, ונוסעים מהר יותר מהחומר באוספים נטולי יופיטר.

החפצים המעופפים המהירים יותר פירשו התנגשויות חזקות יותר - אנו מדברים על התנגשויות חזקות מספיק כדי להפשיט עולם של אוקיינוסים וסביבותיה, לעקר את פני השטח ולהרוס כל חיים שעלולים להתפתח. כל עולם סלעי קיבל 3 עד 4 מההשפעות האכזריות הללו לאורך חייו, אך הם התרחשו מספיק מוקדם כדי שהעולם יוכל להתאושש. כוכבי לכת יבשתיים עם שכנים מאסיביים הרגישו את אחרון ההתנגשויות ההורסים על פני השטח שלהם לאחר 200 מיליון שנה - מצמוץ עין במהלך חייה של 4, 5 מיליארד שנה של כדור הארץ.

השפעות מוקדמות נותנות לפלנטה זמן לספק מחדש את האוקיאנוסים ואת האטמוספירה שלו מענן הגז לפני שיופיט השליך אותו מהמערכת. ההדמיות הראו כי ההתרסקות הגדולה האחרונה התרחשה כ- 50 מיליון שנה ברוב כוכבי הלכת היבשתיים עם חברים ענקיים, זמן מספיק כדי לאסוף עוד חומר מהדיסק הזה. זה מתיישר עם הערכות הממצאות את התנגשות הירח של כדור הארץ בין 30 ל 110 מיליון שנה.

לגבי כדור הארץ, יופיטר בהחלט מילא תפקיד מבורך, ועזר לכוכב הלכת ולשכניו הסלעיים לצמוח במהירות תוך שהוא מגן עליו מפני ההתקפות האלימות ביותר בזמן שהחיים המוקדמים התפתחו. כעת מדענים מנסים להבין מה זה אומר כשמדובר בחיפוש אחר עולמות ראויים למגורים אחרים. אם עולם בגודל יופיטר יכול לשמור על עמיתיהם הסלעיים, האם עלינו לחפש מערכות סלעיות עם ענק גז בקצוות החיצוניים?

"נראה כי התקופה השקטה של ​​מערכת השמש היא ארוכה יותר אם יש כוכבי לכת בגודל יופיטר", אומרת ג'סי כריסטיאסן, צייד אקסופlanet במכון הטכנולוגי בקליפורניה שלא היה חלק מהמחקר. התקופה השקטה הזו היא "התקופה הרגועה בה אתה יכול לתת לדברים להתפתח על פני כדור הארץ, כמו החיים, מבלי שנמחק ללא הרף", היא אומרת.

במצוד אחר כוכבי לכת שעלולים להיות ראויים למגורים, יתכן שזה לא רעיון רע לפקוח עין על עולמות סוערים עם חברים ענקיים רחוקים, היא מוסיפה. לרוע המזל, זה יכול להיות חדשות רעות לחיים ביקום: בפחות מעשרה אחוזים מהכוכבים דמויי השמש יש ענקי גז במסלוליהם החיצוניים. "אנחנו לא חושבים שהאנלוגים של צדק נפוצים", אומר קוינטאנה.