Най-близките до слънцето скалисти планети са съставени от много различни материали от газовите гиганти във външната Слънчева система. Това е така, защото преди милиарди години нашата бебешка слънчева система беше разделена на две от космически вратар, който не позволяваше материалите във вътрешната и външната област да се смесват.
Оказва се, че вратарят е бил пръстен от прах и газ, според ново проучване. Оградата, или "Great Divide", термин, измислен от авторите, сега е предимно празно пространство точно в орбитата на Юпитер.
Преди около две десетилетия химиците разбраха, че градивните блокове на планетите - астероидни пластезимали или много по-малки "камъчета" - имат много различни композиции в зависимост от разстоянието им от слънцето. Камъчетата, изградили външната, или „джувианската“ планета, съдържали по-високи концентрации на органични молекули, като въглерод и летливи вещества, или льодове и газове, отколкото тези, които са изградили „земните“ планети по-близо до слънцето, като Земята и Марс.
Но това беше озадачаващо, защото теорията предвиждаше, че камъчета от външната Слънчева система трябва да са спирали към вътрешната Слънчева система, поради това, което се нарича „влачене на газ“ или гравитационното издърпване на газа, заобикалящ младото слънце.
Преди това проучване учените смятали, че "гравитационната стена, която не позволява смесването между вътрешния и външния диск на зараждащата ни слънчева система, е Юпитер", каза старши автор Стивън Модзис, професор по геохимия в Университета на Колорадо Боулдър. Мисленето беше, че Юпитер е толкова голям, а гравитационното му издърпване е толкова силно, че изкопава малки камъчета, преди да успеят да стигнат до вътрешната Слънчева система.
За да изпробва тази теория, Mojzsis и водещият автор Рамон Брасер, изследовател от Института за наука за Земята-Живот в Токийския технологичен институт в Япония, създаде компютърни симулации, които създадоха отново растежа на ранната Слънчева система и планетите в нея.
Симулацията разкри, че Юпитер не може да расте достатъчно бързо, за да не изтича всички богати на въглерод камъчета от навлизане във вътрешната слънчева система. Всъщност повечето камъчета от външната слънчева система преминаха направо от растящия Юпитер.
"Юпитер е много неефективен вратар", каза Моджесис пред Live Science. „Сякаш порести гранични имигранти от външната слънчева система биха наводнили вътрешната слънчева система.“ Самият Юпитер би пропуснал много камъчета, което означава, че планетите във външната и вътрешната Слънчева система биха се оказали с подобни композиции, добави той.
Вместо това двамата учени предложиха друга теория: в началото на историята на Слънчевата система можеше да съществува пръстен или множество пръстени от редуващи се ленти от газ и прах с високо и ниско налягане, обикалящи слънцето. Тези пръстени биха попречили на камъчетата да се движат навътре. Те основават своята хипотеза на наблюдения от големия милиметров / субмилиметров масив Atacama (ALMA) в Чили, които показват, че около 2 на 5 млади звезди са имали тези дискове, подобни на бикови очи.
Тези дискове с високо налягане можеха да хванат прах и да го накарат да се събира в различни групи - една, която би образувала Юпитер и Сатурн и друга Земя и Марс, например. Една от тези мивки можеше да попречи на външните камъчета да се придвижат към слънцето, създавайки Голямото разделение, каза Модзис. Въпреки това, този пръстен не би бил напълно запечатан. Това би позволило на въглеродните камъчета да се вливат във вътрешната слънчева система, създавайки семената за живот на Земята, добави той.
Това е "интересна идея", каза Мичиел Ламбрехтс, докторант от обсерваторията в Лунд в Швеция, който не беше част от изследването. "Въпреки това, въпреки че авторите представят работа, която илюстрира предизвикателството да се разделят вътрешните и външните твърди резервоари с нарастващ Юпитер, те не правят подобен подробен модел на пръстена."
Този модел на пръстен трябва да демонстрира как камъчетата са хванати в капан и как планетите в крайна сметка растат в такива каменни капани, добави той. Дотогава "остава трудно да се предпочита този модел пръстени пред други потенциални обяснения".
Откритията бяха публикувани днес (13 януари) в списанието Nature Astronomy.
