Storesøskende er ikke altid de blideste med deres små brødre og søstre. Men en lidt hård kærlighed tidligt kunne forberede dig til at overleve til voksenlivet - i det mindste er det forskere finder, når det kommer til vores solsystem, hvor Jupiter i sidste ende kan have sikret en sikker fremtid for Jorden og andre stenede verdener ved at spille rollen som boisterous storebror.
Relateret indhold
- Hvordan Jupiter kan have givet den tidlige jord med vand
"Tidligere teorier sagde, at Jupiter var en ven af Jorden, fordi den afskærmede Jorden mod alle disse sene påvirkninger, " siger Elisa Quintana, forskningsforsker ved NASA Ames Research Center. "Vi finder, at det ikke nødvendigvis er tilfældet, i det mindste ikke for vores solsystem."
Mens Jupiter beskytter i dag, kan det i fortiden have spillet lidt mere energisk. Tidligt på gasgiganten var en tyrann, der kastede affald mod det indre solsystem, da Jorden stadig dannede sig. Men på lang sigt viste det sig at være ujævn og tumle-tilgang: Alle disse kollisioner fremskyndede konstruktionen af stenede verdener og forhindrede, at værre kollisioner kunne ske senere, som de gjorde for klippeplaneter uden tilstødende giganter.
Quintana arbejdede sammen med seniorforsker Thomas Barclay, også fra NASA Ames, for at modellere, hvordan flere planetariske systemer klarede sig med og uden massive gasverdener. For stenede verdener som vores fandt de, at Jupiter-lignende gasgiganter spillede en mere kompliceret rolle end tidligere antaget. Barclay præsenterede parets resultater i sidste måned på det 228. møde i American Astronomical Society i San Diego, Californien; en del af deres igangværende forskning blev også offentliggjort i Astrophysical Journal i april.
Jupiter-store verdener kan have tilsyneladende forskellige effekter på planeterne omkring dem. For eksempel trækker gigantgiganternes tyngdekraft ikke kun materiale mod dem, men kan også sende det kaster væk med hurtigere hastigheder. Når det kommer til at bygge planeter, kan det faktisk være en god ting. Quintana fandt ud af, at en ung Jupiter sendte materiale, der flyver ind i kernerne på voksende stenede planeter, hvilket hjalp dem med at vokse hurtigere end dem uden store naboer.
Gasgiganter påvirker også hvor mange stenede planeter der kan dannes. Det skyldes, at de, som et ældre søskende, har tendens til at svæve alt legetøjet - i dette tilfælde støv og gas, der er nødvendig til bygning af planeter. Forskerne fandt, at Jupiter-store verdener normalt kun havde 3 til 6 landlige naboer, mens systemer uden nogen gigantisk planet bygget dobbelt så mange stenede verdener i de indre og ydre regioner.
I nej-Jupiter-scenariet var der ingen gasgigant, der gabler op gas og støv, hvilket betyder, at dette snavs dannede det, som Quintana kalder et "skodd, som en sky af lille stenet materiale." Affaldet sidder fast i mere end 2 milliarder år og peltede de resterende jordiske verdener med konstante påvirkninger. Kollisionerne var ikke store nok til at stribe planeter i deres skorpe, men ligesom den asteroide, der hjalp med at udslette dinosaurerne, havde de potentialet til at udslette noget af livet på planeten.
Da Jupiter var til stede, forsvandt den farlige affaldsskyer derimod i en tiendedel af tiden. Gasgiganter sendte materiale, der kørte ud i rummet i høje hastigheder, og kastede noget af det helt ud af solsystemet. Det betød ikke, at planeter var ude af skoven endnu: På samme tid kastede gigantiske verdener også snavs indad mod de stenede planeter, og rejste hurtigere end materialet i de Jupiter-frie samlinger.
De hurtigere flyvende genstande betød stærkere kollisioner - vi taler kollisioner, der er stærke nok til at stribe en verden af dens oceaner og atmosfærer, sterilisere overfladen og ødelægge ethvert liv, der måtte have udviklet sig. Hver stenede verden modtog 3 til 4 af disse brutale påvirkninger i hele sin levetid, men de skete tidligt nok til at verden kunne komme sig. Terrestriske planeter med massive naboer følte den sidste af deres overfladedærvende kollisioner efter 200 millioner år - et øjeblink i Jordens levetid på 4, 5 milliarder år.
Tidlige påvirkninger giver en planet tid til at forsyne sine oceaner og atmosfære fra gasskyen, før Jupiter kastede den ud af systemet. Simuleringerne viste, at den sidste store nedbrud skete omkring 50 millioner år for de fleste jordiske planeter med gigantiske venner, tid nok til at samle mere materiale fra denne disk. Dette stemmer overens med skøn, der placerer Jordens månedannende kollision mellem 30 og 110 millioner år.
For Jorden spillede Jupiter bestemt en velkommen rolle, idet han hjalp planeten og dens klippefyldte naboer med at vokse hurtigt, mens de beskyttede den mod de mest voldelige angreb, mens det tidlige liv udviklede sig. Nu forsøger forskere at finde ud af, hvad det betyder, når det kommer til at lede efter andre beboelige verdener. Hvis en Jupiter-størrelse verden kan beholde deres stenede kolleger, skal vi så lede efter stenede systemer med en gasgigant i yderkanterne?
"Det ser ud til, at solsystemets stille periode er længere, hvis der er planeter i Jupiter-størrelse, " siger Jessie Christiansen, en exoplanetjæger ved Californiens teknologiske institut, som ikke var en del af forskningen. Den stille periode er "den afslappende periode, hvor du kan lade tingene udvikle sig på Jorden, som livet, uden at blive konstant udslettet, " siger hun.
I jagten på potentielt beboelige planeter er det måske ikke en dårlig ide at holde øje med stenede verdener med fjerne kæmpe venner, tilføjer hun. Desværre kan det betyde dårlige nyheder for livet i universet: mindre end 10 procent af sollignende stjerner har gasgiganter i deres ydre bane. "Vi tror ikke, at Jupiter-analoger er almindelige, " siger Quintana.
