Jupiter har inte alltid varit på samma plats i vårt solsystem. Tidigt i solsystemets historia rörde Jupiter inåt mot solen, nästan till där Mars för närvarande kretsar nu och sedan tillbaka till sin nuvarande position.
Migreringen genom vårt solsystem i Jupiter hade några stora effekter på vårt solsystem. Några av effekterna av Jupiters vandringar inkluderar effekter på asteroidbältet och den bedövade tillväxten av Mars.
Vilka andra effekter hade Jupiters migration på det tidiga solsystemet och hur gjorde forskare denna upptäckt?
I ett forskningsdokument publicerat den 14 juli Natur, Första författaren Kevin Walsh och hans team skapade en modell av det tidiga solsystemet som hjälper till att förklara Jupiters migration. Teamets modell visar att Jupiter bildades på ett avstånd av cirka 3,5 A.U (Jupiter ligger för närvarande drygt 5 A.U från solen) och drogs inåt av strömmar i gasmoln som fortfarande omgav solen. Med tiden rörde Jupiter sig långsamt inåt och nådde nästan samma avstånd från solen som den nuvarande bana till Mars, som ännu inte hade bildats.
"Vi teoretiserar att Jupiter slutade vandra mot solen på grund av Saturnus," sade Avi Mandell, en av tidningens medförfattare. Teamets data visade att Jupiter och Saturn båda migrerade inåt och sedan utåt. När det gäller Jupiter satte sig gasjätten i sin nuvarande bana på drygt 5 a.u. Saturnus avslutade sin initiala utåtrörelse på cirka 7 A.U, men flyttade senare ännu längre till sin nuvarande position omkring 9,5 A.U.
Astronomer har haft långvariga frågor angående den blandade sammansättningen av asteroidbältet, som inkluderar steniga och isiga kroppar. Ett annat pussel om utvecklingen av vårt solsystem är det som fick Mars att inte utvecklas till en storlek som är jämförbar med jorden eller Venus.
När det gäller asteroidbältet, förklarade Mandell, ”Jupiters migrationsprocess var långsam, så när det närmade sig asteroidbältet var det inte en våldsam kollision utan mer av en do-si-do, med Jupiter som avledde föremålen och i huvudsak bytte plats med asteroidbälte. ”
Jupiters långsamma rörelse orsakade mer av en mild "nudging" av asteroidbältet när det passerade genom sin inre rörelse. När Jupiter rörde sig utåt rörde planeten sig förbi den plats som den ursprungligen bildade. En biverkning av att Jupiter flyttade längre ut från sitt ursprungliga bildningsområde är att den kom in i vårt tidiga solsystem där isiga föremål var. Jupiter pressade många av de iskalla föremålen inåt mot solen, vilket fick dem att hamna i asteroidbältet.
"Med Grand Tack-modellen satte vi oss faktiskt ut för att förklara bildandet av en liten Mars, och genom att göra det, var vi tvungna att redovisa asteroidbältet," sa Walsh. "Till vår överraskning blev modellens förklaring av asteroidbältet ett av de finaste resultaten och hjälper oss att förstå den regionen bättre än vi gjorde tidigare."
När det gäller Mars borde Mars i teorin ha haft en större tillförselgas och damm, som hade bildats längre från solen än jorden. Om modellen Walsh och hans team utvecklats är korrekt, skulle Jupiter vidarebefordra in i det inre solsystemet spridda materialet runt 1,5 A.U.
Mandell tillade: ”Varför Mars är så liten har varit det olösliga problemet i bildandet av vårt solsystem. Det var teamets första motivation att utveckla en ny modell för bildandet av solsystemet. "
Ett intressant scenario utvecklas med Jupiters spridningsmaterial mellan 1 och 1,5 AU. I stället för att den högre koncentrationen av planetbyggnadsmaterial befann sig längre ut, ledde den höga koncentrationen till att Jorden och Venus bildades i ett materialrikt område.
Modellen Walsh och hans team utvecklade ger ny insikt i förhållandet mellan de inre planeterna, vårt asteroidbälte och Jupiter. Den kunskap som lärs kommer inte bara att göra det möjligt för forskare att bättre förstå vårt solsystem utan också förklarar bildandet av planeter i andra stjärnsystem. Walsh nämnde också, ”Att veta att våra egna planeter rörde sig mycket tidigare har gjort vårt solsystem mycket mer som våra grannar än vi tidigare trodde. Vi är inte längre ute. "
Om du vill få tillgång till uppsatsen (prenumeration eller betald / universitetsåtkomst krävs) kan du göra det på: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
Källa: NASA Solar System News, Nature
