Џин Сунчевог система је некада био два и по пута већи

Нови прорачуни, како кажу астрономи Константин Батигин са Калтека и Фред Адамс са Универзитета Мичиген, указују да је рани Јупитер могао имати чак д2,5 пута већи обим него данас.

На основу проучавања два Јупитерова сателита, научници су открили да је само 3,8 милиона година након формирања првих чврстих материјала у Сунчевом систему, Јупитер био 2 до 2,5 пута већег обима од данашњег, са знатно јачим магнетним пољем.

Ово откриће подржава такозвани „одоздо нагоре“ (bottom-up) модел формирања планета када је реч о гасовитим џиновима.

„Наш крајњи циљ је да разумемо одакле потичемо, а утврђивање раних фаза формирања планета је кључно за решавање те загонетке. Ово нас приближава разумевању како су се, не само Јупитер, већ и цео Сунчев систем формирали“, каже Батигин.

Верује се да стеновите планете попут Меркура, Венере, Земље и Марса настају постепеним таложењем прашине и стена, што води ка стварању комплетне планете са диференцираним језгром – процес који се зове акумулација језгра.

Гасовити џинови, попут Јупитера, вероватно почињу на исти начин, али када достигну око 10 пута већу масу од Земљине, њихова гравитација постаје довољна да задржи велике количине гаса, што доводи до наглог нарастања гасног омотача. Овај процес се сматра вероватним у спољашњим деловима Сунчевог система, где је било довољно материјала за стварање великог језгра.

Како се претпоставља да је формирање и еволуција Јупитера одиграло кључну улогу у обликовању читаве архитектуре Сунчевог система, детаљи о његовом настанку и расту од великог су значаја за планетарне научнике. Пошто не можемо једноставно „премотати уназад“ историју Сунчевог система, научници покушавају да реконструишу прошлост на основу садашњих посматрања.

Обично се у те сврхе користе стандардни модели формирања планета базирани на посматрањима планетарних система широм Млечног пута, али ти модели подразумевају велики број претпоставки и неизвесности.

Гладни Јупитер

Батигин и Адамс су применили другачији приступ: проучавали су орбитална кретања Амалтеје и Тебе, два мала Јупитерова сателита који се налазе ближе планети чак и од Иоа. Њихове орбите су благо нагнуте у односу на Јупитеров екватор, а претходна истраживања су показала да се на основу тих нагиба може реконструисати историја њиховог кретања. На основу тога су реконструисали и рану еволуцију Јупитера.

„Запањујуће је да, чак и након 4,5 милијарди година, и даље постоји довољно трагова који нам омогућавају да реконструишемо физичко стање Јупитера на почетку његовог постојања“, каже Адамс.

Резултати указују да је Јупитер у најранијој фази Сунчевог система прошао кроз период брзог и интензивног раста. Већ 3,8 милиона година након настанка првих чврстих материјала, Јупитер је имао најмање дупло већи обим од садашњег.

Поред тога, његово магнетно поље било је 50 пута јаче него данас, што је омогућило брзу акумулацију материјала из околног диска – темпом од 1,2 до 2,4 Јупитерове масе по милион година. Та фаза експлозивног раста обликовала је планету и усмерила је ка ономе што је данас.

Када је око Јупитера нестало материјала за акумулацију, планета је почела да се скупља под дејством сопствене гравитације, смањивала обим и повећавала брзину ротације. Јупитер се и данас полако смањује како му температура опада, што доводи до компресије језгра, загревања унутрашњости и губитка енергије – иако врло споро.

Упркос томе што је некада био већи, Јупитер никада није био довољно масиван да постане звезда. Да би у његовом језгру започела фузија водоника, било би потребно да има бар 85 пута већу масу од данашње – што је предуслов за настанак звезда.