Meteoriti

Koliko je star Jupiter?

2024

kako dobiti nazaj fanta, ki te je odrinil

Morda se zdi preprosto odgovoriti na to vprašanje: stara je kot sončni sistem, 4,56 milijarde let.

Toda v resnici ni tako. Osončje ni nastalo takoj ; oblikovanje je trajalo nekaj časa. Kako dolgo ni jasno in je odvisno od tega, kaj uporabite za zagon ure. Je takrat, ko se je oblak plina in prahu, iz katerega sta nastala Sonce in planeti, začel sesedati? Ali ko je prišlo sonce, zlitje vodika v svojem jedru , postati polnopravna zvezda?

Eno dobro izhodišče je, ko je trden material začel kondenzirati iz diska materiala, ki se vrti okoli proto-Sonca, in tvoriti drobna zrna mineralov. To je bilo datirano pred 4.568 milijard let in je zelo dobro mesto za začetek ure.

Po tem času se je material vse bolj povezal, postajal vse večji in sčasoma oblikoval planete. Toda podrobnosti štejejo!

Približaj

Umetnikova zasnova protoplanetarnega diska. Tako kot naš, ko je bil mlad, velik planet v procesu oblikovanja izreže veliko vrzel v disku. Kredit: Karen L. Teramura, UH IfA

Ena ideja je, da je Jupiter zrasel iz manjših protoplanetov, predmetov, večjih od približno 1000 kilometrov, po katerih so sami zrasli iz veliko manjših skal in kamenčkov. Ocene, kako dolgo je to trajalo, se razlikujejo in segajo od 1 do 10 milijonov let od ničle. Ampak to je širok razpon! Ker je Jupiter tako ogromen, vpliva na vse okoli sebe, zato vemo, kako dolgo to potrebno, da bi prišli do svoje velike velikosti, je pomembno pri razumevanju, kaj drugače se je takrat dogajalo v sončnem sistemu.

Pravkar je izšel nov članek trditev, da je Jupiter zelo hitro rasel, bližje meji milijon let. In izvira iz nenavadnega vira: meteoritov.

Meteoriti prihajajo večinoma iz asteroidov, ki sami krožijo okoli Sonca med Marsom in Jupitrom. Asteroidi so ostanki ruševin iz zgodnjega sončnega sistema, materiala, ki nikoli ni postal planet. Imamo veliko dokazov, da so bili asteroidi precej veliki in so bili kasneje uničeni, verjetno pa so jih razbili ogromni udarci drugih asteroidov. Ko se asteroidi trčijo drug v drugega, ustvarijo naplavine, ki krožijo tudi okoli Sonca. Včasih njihove orbite prečkajo Zemljino in padejo na površje našega planeta, kjer jih lahko poberemo in preučimo: meteorite.

Meteoriti imajo veliko različnih okusov. Nekateri so bolj kamniti, nekateri imajo visoko vsebnost ogljika, nekateri so kovinski. To odraža njihovo preteklost: kje v disku sončnega sistema so nastali (na primer bližje Soncu kot Jupitrova orbita ali dlje), ali so bili nekoč del večjega telesa, ki je bilo moteno, ali so sami sčasoma vplivali , in tako naprej.

V novem delu so planetarni znanstveniki preučili prisotnost volframa in molibdena v meteoritih. Za te kovine so se odločili, ker so gosti. V zgodnjem sončnem sistemu, ko je bil predmet dovolj velik, da je imel precejšnjo težo (morda okoli 1000 km), bi težke stvari, kot so železo, volfram in molibden, potonile do jedra. Če najdemo meteorit z veliko težkimi elementi, je verjetno prišel iz večjega telesa, ki se je razbilo; to bi se zgodilo ob času nastanka orjaških planetov, saj je njihova gravitacija vznemirjala stvari in bi bila vzrok za razbite planetezimale.

Astronomija tečaja nesreče 16. epizoda: Jupiter

Niso pa iskali le volframa in molibdena; gledali so drugače izotopi . To so atomi, ki imajo v svojem jedru enako število protonov, vendar različno število nevtronov. To so storili, ker iz različnih radioaktivnih procesov nastajajo različni izotopi, ki trajajo različno dolgo. Z merjenjem relativnih količin izotopov v vzorcu, lahko dobro predstavijo, koliko je star in tudi kje v protoplanetnem disku je nastal .

Ugotovili so, da razmerja izotopov delijo meteorite na dve ločeni skupini, ki sta obstajali v času, vendar sta bili ločeni v prostoru približno 1 milijon let po začetku oblikovanja planetov . Poleg tega lahko ti dve skupini ločimo na tiste, ki so bližje Soncu kot Jupiter, in tiste, ki so bolj oddaljene.

Nekaj je moralo ločiti material, ki jih je oblikoval, najverjetnejši krivec pa je sam Jupiter; njegova gravitacija je disk dobesedno razdelila na dva dela in v njem izrezala vrzel. Meteoriti, ki so nastali dlje, so bili drugačni od tistih, ki so bližje. To pomeni, da je moral biti Jupiter že dovolj velik, da je vplival na svoje okolje le milijon let po začetku planetarne tvorbe.

Ugotavljajo, da je Jupitrovo jedro hitro raslo in je bilo po milijonu let že skoraj 20 -krat večje od mase Zemlje. Nato se je po približno 4 milijonih letih počasneje povečal na približno 50 -kratno maso Zemlje. Sčasoma je okoli sebe porabil dovolj plina, da je zrasel do trenutne pošastne mase več kot 300 Zemlje.

Torej, zadeva zaključena, kajne? No, ne. Obstaja še ena ideja da Jupiter ni zrasel od spodaj navzgor s priraščanjem manjših teles v večja. Namesto tega se je lahko oblikoval od zgoraj navzdol in se zgostil neposredno z diska zaradi gravitacijske nestabilnosti, ki je v bistvu hitro zrušila velik del diska. Če bi bilo tako, Jupiter sploh ne bi imel jedra!

Sposobnost ugotoviti, ali ima Jupiter celo jedro ali ne, bi pomagalo razlikovati obe hipotezi. To je eden glavnih razlogov, da je bila čudovita sonda Juno poslana na Jupiter. Podatki še prihajajo, vendar so prvi rezultati, da ima Jupiter jedro. Nekako. Noro se zdi jedro kašast , in večji od pričakovanega. Ti rezultati so med obema hipotezama in ne izključujejo! Tako da še vedno ne vemo. Upajmo, da bo več podatkov iz sonde, ki še naprej kroži okoli orjaškega planeta, pomagalo ugotoviti, kaj je kaj.

Torej, čeprav je ta nova študija zelo zanimiva in zelo pametna, bi rekel, da to ni pištola za kajenje.

Celotno znanstveno prizadevanje, da bi ugotovili, kaj se je zgodilo v zgodnjem sončnem sistemu, me zanima. Seveda je znanost zanimiva, vendar so poskusi razumevanja sami po sebi res zanimivi! Znanstveniki so na tem delali že leta, vendar smo šele začeli uporabljati napredne računalniške modele fizike, da bi videli, kako so se takrat obnašali predmeti. Torej ne gre za kakšno novo idejo, ki bi razkrila znamko, niti ni povsem uveljavljena. To pomeni, da podatki na splošno prihajajo malo po malo, vrti se veliko idej, izvajajo se računalniške simulacije, nekatere stvari so izključene, druge so še v teku. Zaradi vsega tega vidim papirje, ki gredo sem in tja s hipotezami, ki si nasprotujejo, ker nihče nima teh dokončnih dokazov.

Upoštevajte, to ni slabost. To je moč! Znanost običajno ni eureka proces; potreben je čas, da to ugotovite, in ko imate veliko ljudi z različnimi idejami, je ta proces neurejen. Toda znanstveni lok se nagiba k resnici. Sčasoma, ko izdelujemo boljše opazovalne instrumente (v tem primeru teleskope in vesoljska plovila), izvajamo več poskusov in uporabljamo naprednejše modele, stvari bolje razumemo.

Ti novi rezultati kažejo, da je Jupiter hitro nastal in je najstarejši planet v osončju; po tem, kar lahko povemo, je Zemlja nastala v obdobju 10-100 milijonov let po tem, ko so se prvi delci začeli sestavljati. To je morda prav. Morda ni. Kakor koli že, Jupiter je predmet velikega zanimanja in vreden naše raziskave.

Hudiča, v vsakem primeru je to naš veliki brat. Mislim, da je dobra ideja, da ga bolje spoznaš.

Zasluge za sliko: Miselna kavarna in astronomija tečaja