Kamenite planete najbliže suncu sastoje se od vrlo različitih materijala od plinskih divova u vanjskom Sunčevom sustavu. To je zato što je prije milijarda godina naš dječji solarni sustav podijelio na dva dijela pomoću kozmičkog vratara koji je spriječio miješanje materijala u unutrašnjoj i vanjskoj regiji.
Ispada da je vratari bio prsten od prašine i plina, prema novom istraživanju. Ograda, ili izraz "Velika podjela", naziv koji su autori skovali, sada je većinom prazan prostor upravo unutar Jupiterove orbite.
Prije otprilike dva desetljeća, kemičari su shvatili da građevni blokovi planeta - planeteimali veličine asteroida ili mnogo manji "šljunak" - imaju vrlo različite sastave ovisno o udaljenosti od sunca. Šljunak koji je izgradio vanjsku, ili "jovijsku" planetu, sadržavao je veću koncentraciju organskih molekula poput ugljika i hlapljivih tvari, ili leda i plinova, od onih koje su izgradile "zemaljske" planete bliže suncu, kao što su Zemlja i Mars.
Ali to je bilo zbunjujuće, jer je teorija predviđala da bi šljunak iz vanjskog Sunčevog sustava trebao biti spiralno usmjeren prema unutarnjem Sunčevom sustavu, zbog onoga što se naziva "povlačenjem plina" ili gravitacijskog povlačenja plina koji okružuje mlado sunce.
Prije ove studije, znanstvenici su smatrali da je "gravitacijski zid koji je spriječio miješanje između unutarnjeg i vanjskog diska našeg urođenog sunčevog sustava Jupiter", rekao je stariji autor Stephen Mojzsis, profesor geohemije na Sveučilištu Colorado Boulder. Razmišljanje je bilo da je Jupiter toliko velik, a njegovo gravitacijsko povlačenje toliko snažno da je grickalo male šljunke prije nego što su uspjeli doći do unutarnjeg Sunčevog sustava.
Kako bi testirao ovu teoriju, Mojzsis i vodeći autor Ramon Brasser, istraživač Instituta za znanost o Zemlji-život na Tokijskom tehnološkom institutu u Japanu, kreirao je računalne simulacije koje su ponovno stvorile rast ranog Sunčevog sustava i planeta unutar njega.
Simulacija je otkrila da Jupiter ne može rasti dovoljno brzo da spriječi prodiranje svih šljunka bogatih ugljikom u unutarnji Sunčev sustav. U stvari, veći dio šljunka iz vanjskog Sunčevog sustava prošao je ravno uz rastući Jupiter.
"Jupiter je vrlo neučinkovit vratar", rekao je Mojzsis za Live Science. "To je kao da bi porozni granični doseljenici iz vanjskog Sunčevog sustava preplavili unutarnji Sunčev sustav." Jupiter bi sam po sebi propustio mnogo šljunka, što znači da bi se ispostavilo da planete u vanjskom i unutarnjem Sunčevom sustavu imaju slične sastave, dodao je.
Umjesto toga, dvojica znanstvenika predložila su drugu teoriju: početkom povijesti Sunčevog sustava mogao je postojati prsten ili više prstenova naizmjeničnih traka plina i prašine visokog i niskog tlaka koji kruže suncem. Ti bi prstenovi spriječili šljunak da se pomiče prema unutra. Oni su svoju hipotezu zasnovali na promatranjima iz Alijanskog velikog milimetarskog / submilimetarskog niza (ALMA) u Čileu, koja su pokazala da oko 2 od 5 mladih zvijezda ima ove diskove slične bikovom oku.
Ti su diskovi visokog pritiska mogli zarobiti prašinu i prouzrokovati je da se skupljaju u različitim skupinama - jednom koji bi tvorio Jupiter i Saturn, te drugim, primjerice Zemlju i Mars. Jedan od tih ponora mogao je spriječiti da se vanjski šljunak pomiče prema suncu i stvorio je veliku podjelu, rekao je Mojzsis. Iako je tako, ovaj prsten ne bi bio potpuno zapečaćen. To bi omogućilo da se ugljični šljunak ulijeva u unutarnji sunčev sustav, stvarajući sjeme za život na Zemlji, dodao je.
"To je" zanimljiva ideja ", rekao je Michiel Lambrechts, postdoktorski kolega iz Opservatorija Lund u Švedskoj koji nije bio dio studije. "Međutim, iako autori predstavljaju rad koji ilustrira izazov cijepanja unutarnjih i vanjskih čvrstih rezervoara s rastućim Jupiterom, oni ne čine sličan detaljni model prstena."
Ovaj model prstena treba pokazati kako se šljunak zarobljava i kako planete završavaju u takvim šljunčanim zamkama, dodao je. Do tada, „teško je snažno favorizirati ovaj model prstena nad drugim potencijalnim objašnjenjima“.
Otkrića su objavljena danas (13. siječnja) u časopisu Nature Astronomy.
