木星は初期のブルマーでした。 太陽系の誕生からの岩石や金属の破片の年齢をよく見ると、早い時期に形成された巨大惑星が示唆されています。 おそらく太陽系の最初の百万年以内に。 もしそうなら、木星の存在は、なぜ内側の惑星が非常に小さいのかを説明するのに役立つかもしれません。 それは地球の存在に責任があるかもしれない、新しい研究は示唆している。
以前は、天文学者は木星の年齢をコンピュータモデルで推定していました。 これらのシミュレーションは、太陽系が一般的にどのように形成されるかを示しています。 木星のようなガス巨人は、より多くのガスに積み重ねることによって成長します。 このガスは、若い星の周りにガスと塵の回転ディスクから来ています。 ディスクは、通常、10万年以上続くことはありません。 そこで天文学者たちは、木星は太陽の円盤が消えた時までに形成されたと推測しました。 太陽系が形成され始めてから少なくとも10万年後に生まれなければならなかった。
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“太陽系からの実際のデータを使用して、木星が以前に形成されたことを示すことができます」とThomas Kruijer氏は言います。 彼は地球化学者です。 彼は岩石の化学組成を研究しています。 Kruijerはドイツのミュンスター大学にいる間に研究をしました。 現在はカリフォルニア州のローレンス-リバモア国立研究所に所属している。 太陽系で最大の天体の一つである木星を研究するために、彼と同僚は最小の隕石のいくつかに目を向けました。
隕石は、地球上に着陸する宇宙からの物質の塊です。 ほとんどの隕石は小惑星帯から来ています。 これは現在、火星と木星の間に位置する岩のリングです。 しかし、それらの岩と金属の塊はおそらく他の場所で生まれました。
幸運なことに、隕石は彼らの出生地の署名を持っています。 惑星から形成されたガスと塵の円盤には、さまざまな地域が含まれていました。 それぞれが独自の”郵便番号”と同等のものを持っていました。”それぞれが特定の同位体に濃縮されています。 同位体は、異なる質量を有する同じ元素の原子である。 隕石の同位体の慎重な測定は、その発祥の地を指すことができます。
Kruijerたちは、希少な鉄隕石の19個のサンプルを選択した。 サンプルは、イギリスのロンドンの自然史博物館とイリノイ州シカゴのフィールド博物館から来ました。 これらの岩石は、太陽系が形成されていたときに凝固した最初の小惑星のような体の金属コアを表しています。
チームは、硝酸と塩酸の溶液に各サンプルのグラムを入れました。 その後、研究者はそれを溶解させました。 “それはひどいにおいがする”とKruijerは言います。
彼らはその後、要素タングステンを分離しました。 それは隕石の年齢と発祥の地の両方の良いトレーサーです。 彼らはまた、元素モリブデンを取り出した。 それは隕石の家の別のトレーサーです。
チームは、元素の特定の同位体の相対量を調べた：モリブデン-94、モリブデン-95、タングステン-182およびタングステン-183。 このデータから、チームは2つの異なる隕石群を特定しました。 木星よりも太陽に近いグループが今日形成されています。 もう一つは太陽から遠くに形成されました。
タングステン同位体はまた、両方のグループが同時に存在することを示した。 これらのグループは、太陽系の開始から約1万年から4万年の間に存在していた。 太陽系は約45億7000万年前に誕生しました。 つまり、何かが二つのグループを分離していたに違いないということです。
最も可能性の高い候補は木星である、とKruijer氏は述べています。 彼のチームは、木星のコアはおそらく太陽系の最初の百万年の間に地球の約20倍の質量に成長したと計算しました。 それは木星を太陽系で最も古い惑星にするでしょう。 その初期の存在は重力障壁を作り出していたでしょう：その障壁は2つの岩の地域を分離したままにしていたでしょう。 木星はその後、今後数十億年の間、より遅い速度で成長し続けていたでしょう。 惑星は地球の317倍の質量で突破しました。
チームは、国立科学アカデミーの議事録で木星の新しい時代を報告しています。 この論文は6月12日の週に出版されました。
“彼らのデータが優れているという高い自信を持っています”とMeenakshi Wadhwa氏は言います。 アリゾナ州立大学テンピ校に勤務している。 彼女は宇宙化学者です。 それは彼女が宇宙の物質の化学を研究することを意味します。 木星が宇宙の岩石の異なるグループを離れて保持していたという提案は、「もう少し投機的ですが、私はそれを購入します」と彼女は付け加えます。
木星の初期の誕生は、太陽系内惑星系が地球よりも大きな惑星を欠いている理由を説明することもできます。 太陽をはるかに超えた多くの惑星系には、大きくて接近した惑星があります。 これらは、スーパーアースとして知られている地球よりも少し大きい岩の惑星である可能性があります。 それらは地球の約2〜10倍の質量です。 または、ガス状のミニネプチューンやホットジュピターがあることができます。
天文学者たちは、なぜ私たちの太陽系がこんなに違って見えるのか困惑しています。 木星が早期に形成された場合、その重力は惑星形成円盤の大部分を太陽から遠ざけていた可能性があります。 それは、内側の惑星のためのより少ない原料があったことを意味します。 この写真は他の作品と一致しています。 その研究は、若い木星が太陽系内惑星系をさまよい、それをきれいに掃除したことを示唆している、とKruijerは言う。
「木星がなければ、地球がある場所に海王星があったかもしれません」とKruijer氏は言います。 「もしそうなら、おそらく地球はないでしょう。”