Storesøsken er ikke alltid de mildeste med sine små brødre og søstre. Men litt tøff kjærlighet tidlig kan forberede deg til å overleve til voksen alder - i det minste er det forskere finner når det gjelder solsystemet vårt, der Jupiter til slutt kan ha sikret en trygg fremtid for jorden og andre steinete verdener ved å spille rollen som rasende storebror.
Relatert innhold
- Hvordan Jupiter kan ha begav seg tidlig jord med vann
"Tidligere teorier sa at Jupiter var en venn av jorden, fordi den skjermet jorden mot alle disse sene konsekvensene, " sier Elisa Quintana, forsker ved NASA Ames Research Center. "Vi finner ut at det ikke nødvendigvis er tilfelle, i det minste ikke for solsystemet vårt."
Mens Jupiter beskytter i dag, kan det i det siste ha spilt litt mer energisk. Tidlig på gassgiganten var en tyrann, og kastet rusk mot det indre solsystemet da Jorden fortsatt var i form. Men på lang sikt viste det seg å være en grov og tumle tilnærming: Alle disse kollisjonene fremskyndet konstruksjonen av steinete verdener og forhindret at verre kollisjoner skjedde senere, slik de gjorde for steinete planeter uten nabokjemper.
Quintana jobbet sammen med seniorforsker Thomas Barclay, også fra NASA Ames, for å modellere hvordan flere planetariske systemer klarte seg med og uten massive gassverdener. For steinete verdener som vår, fant de ut at Jupiter-lignende gassgiganter spilte en mer komplisert rolle enn tidligere antatt. Barclay presenterte parets resultater forrige måned på det 228. møtet i American Astronomical Society i San Diego, California; en del av deres pågående forskning ble også publisert i Astrophysical Journal i april.
Verdener i jupiterstørrelse kan ha tilsynelatende forskjellige effekter på planetene rundt seg. For eksempel trekker tyngdekraften til gassgiganter ikke bare materiale mot seg, men kan også sende det som kaster bort i raskere hastigheter. Når det gjelder å bygge planeter, kan det faktisk være en god ting. Quintana fant ut at en ung Jupiter sendte materiale som flyr inn i kjernene til voksende steinete planeter, noe som hjalp dem med å vokse raskere enn de uten store naboer.
Gassgiganter påvirker også hvor mange steinete planeter som kan danne seg. Det er fordi de, som et eldre søsken, pleier å hogge alle lekene - i dette tilfellet støvet og gassen som trengs for å bygge planeter. Forskerne fant at Jupiter-store verdener vanligvis bare hadde 3 til 6 landnære naboer, mens systemer uten noen gigantisk planet bygget dobbelt så mange steinete verdener i indre og ytre regioner.
I no-Jupiter-scenariet var det ingen gassgigant som gabbet opp gass og støv, noe som betydde at dette rusket dannet det Quintana kaller et "hylle, liksom en sky av lite steinete materiale." Avfallet satt fast i mer enn 2 milliarder år og peltet de gjenværende jordiske verdener med konstante påvirkninger. Påkjørslene var ikke store nok til å strippe planeter i skorpen, men i likhet med asteroiden som bidro til å utslette dinosaurene, hadde de potensial til å utslette noe av livet på planeten.
Da Jupiter var til stede, forsvant derimot den farlige søppelskyen i en tidel av tiden. Gassgiganter sendte materiale som såret ut i verdensrommet i høye hastigheter, og kastet noe av det helt ut av solsystemet. Det betydde ikke at planeter var ute av skogen ennå: På samme tid kastet gigantiske verdener også rusk innover mot de steinete planetene, og reiste raskere enn materialet i de Jupiter-frie samlingene.
De raskere flygende objektene betydde kraftigere kollisjoner - vi snakker kollisjoner som er sterke nok til å fjerne en verden av verdenshavene og atmosfærene, sterilisere overflaten og ødelegge alt liv som kan ha utviklet seg. Hver steinete verden mottok 3 til 4 av disse brutale virkningene gjennom hele livet, men de skjedde tidlig nok til at verden kunne komme seg. Terrestriske planeter med massive naboer følte den siste av deres overflateødeleggende kollisjoner etter 200 millioner år - et øyeblikk i jordens levetid på 4, 5 milliarder år.
Tidlige påvirkninger gir en planet tid til å levere tilbake havene og atmosfæren fra gassskyen før Jupiter kastet den ut av systemet. Simuleringene viste at det siste store krasjet skjedde på rundt 50 millioner år for de fleste jordiske planeter med gigantiske venner, tid nok til å samle mer materiale fra denne disken. Dette stemmer overens med estimater som plasserer jordas månedannende kollisjon mellom 30 og 110 millioner år.
For Jorden spilte Jupiter absolutt en kjærkommen rolle, og hjalp planeten og dens steinete naboer med å vokse raskt mens de beskyttet den mot de mest voldelige angrepene mens det tidlig utviklet seg. Nå prøver forskere å finne ut hva det betyr når det gjelder å lete etter andre beboelige verdener. Hvis en Jupiter-stor verden kan beholde sine steinete kolleger, bør vi da se etter steinete systemer med en gassgigant i ytterkantene?
"Det virker som om den rolige perioden i solsystemet er lengre hvis det er planeter i Jupiter-størrelse, " sier Jessie Christiansen, en eksoplanettjeger ved California Institute of Technology som ikke var en del av forskningen. Den stille perioden er "den avslappende perioden hvor du kan la ting utvikle seg på jorden, som livet, uten å hele tiden bli utslettet, " sier hun.
I jakten på potensielt beboelige planeter er det kanskje ikke en dårlig idé å følge med på steinete verdener med fjerne kjempevenner, legger hun til. Dessverre kan det bety dårlige nyheter for livet i universet: mindre enn 10 prosent av sollignende stjerner har gassgiganter i sine ytre baner. "Vi tror ikke at Jupiter-analoger er vanlige, " sier Quintana.
