Jowisz był wczesnym rozkwitem. Bliższe spojrzenie na epokę skał i fragmentów metalu od narodzin układu słonecznego sugeruje, że olbrzymia planeta uformowała się wcześnie. Prawdopodobnie w ciągu pierwszego miliona lat istnienia Układu Słonecznego. Jeśli tak, obecność Jowisza może pomóc wyjaśnić, dlaczego wewnętrzne planety są tak małe. Może być nawet odpowiedzialny za istnienie Ziemi, nowe badania sugerują.

wcześniej astronomowie szacowali wiek Jowisza za pomocą modeli komputerowych. Symulacje te pokazują, jak układy słoneczne tworzą się w ogóle. Gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz, rosną, gromadząc coraz więcej gazu. Gaz ten pochodzi z wirujących dysków gazu i pyłu wokół młodej gwiazdy. Dyski zwykle nie trwają dłużej niż 10 milionów lat. Astronomowie wywnioskowali, że Jowisz powstał w czasie, gdy dysk słońca zniknął. Musiał się urodzić co najmniej 10 milionów lat po tym, jak układ słoneczny zaczął się formować.

„teraz możemy wykorzystać rzeczywiste dane z układu słonecznego, aby pokazać, że Jowisz powstał jeszcze wcześniej”, mówi Thomas Kruijer. Jest geochemikiem. Zajmuje się badaniem składu chemicznego skał. Kruijer prowadził badania na Uniwersytecie w Münster w Niemczech. Obecnie pracuje w Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii. Aby zbadać Jowisza, jeden z największych obiektów w Układzie Słonecznym, on i współpracownicy zwrócił się do niektórych z najmniejszych: meteorytów.

meteoryty to bryły materiału z kosmosu, które lądują na Ziemi. Większość meteorytów pochodzi z pasa planetoid. Jest to pierścień skalny znajdujący się obecnie pomiędzy Marsem a Jowiszem. Ale te bryły rocka i metalu prawdopodobnie zrodziły się gdzie indziej.

na szczęście meteoryty noszą sygnaturę miejsca urodzenia. Dysk gazowo-pyłowy, z którego powstały planety, zawierał różne dzielnice. Każdy miał odpowiednik własnego ” kodu pocztowego.”Każdy jest wzbogacony w pewne izotopy. Izotopy są atomami tego samego pierwiastka, które mają różne masy. Dokładne pomiary izotopów meteorytu mogą wskazywać na miejsce jego narodzin.

Kruijer i współpracownicy wybrali 19 próbek rzadkich meteorytów żelaznych. Próbki pochodziły z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie i Field Museum w Chicago, Ill. Skały te reprezentują metalowe rdzenie pierwszych ciał przypominających asteroidy, które się zatykały podczas formowania się Układu Słonecznego.

zespół włożył gram każdej próbki do roztworu kwasu azotowego i kwasu solnego. Następnie naukowcy pozwolili mu się rozpuścić. – Okropnie pachnie-mówi Kruijer.

następnie oddzielili element wolframu. Jest to dobry znacznik zarówno wieku meteorytu, jak i miejsca urodzenia. Usunęli również pierwiastek molibden. To kolejny ślad domu meteorytu.

zespół zbadał względne ilości niektórych izotopów pierwiastków: molibdenu-94, molibdenu-95, wolframu-182 i wolframu-183. Na podstawie danych zespół zidentyfikował dwie odrębne grupy meteorytów. Jedna grupa powstała bliżej Słońca niż Jowisz jest dzisiaj. Drugi uformował się dalej od słońca.

izotopy wolframu wykazały również, że obie grupy istniały w tym samym czasie. Grupy te istniały od około 1 do 4 milionów lat po rozpoczęciu układu słonecznego. Układ słoneczny powstał około 4,57 miliarda lat temu. To znaczy, że coś musiało rozdzielić te dwie grupy.

najbardziej prawdopodobnym kandydatem jest Jowisz, mówi Kruijer. Jego zespół obliczył, że jądro Jowisza prawdopodobnie urosło do około 20 razy masy Ziemi w pierwszym milionie lat istnienia Układu Słonecznego. To uczyniłoby Jowisza najstarszą planetą w Układzie Słonecznym. Jego wczesne istnienie stworzyłoby barierę grawitacyjną: ta bariera utrzymywałaby segregację dwóch dzielnic skalnych. Jowisz miał wtedy rosnąć wolniej przez następne kilka miliardów lat. Planeta osiągnęła 317 razy większą masę niż Ziemia.

Gazeta została opublikowana w tygodniu 12 czerwca.

„mam dużą pewność, że ich dane są doskonałe”, mówi Meenakshi Wadhwa. Pracuje na Arizona State University w Tempe. Jest kosmochemikiem. To znaczy, że studiuje chemię materii we wszechświecie. Sugestia, że Jowisz trzymał różne grupy skał kosmicznych osobno, jest „trochę bardziej spekulacyjna, ale to kupuję” – dodaje.

wczesne narodziny Jowisza mogą również wyjaśnić, dlaczego w wewnętrznym układzie słonecznym brakuje Planet większych od Ziemi. Wiele układów planetarnych daleko poza słońcem ma duże, bliskie sobie planety. Mogą to być planety skaliste nieco większe od Ziemi, znane jako super-ziemie. Są około 2 do 10 razy większe od masy Ziemi. Albo mogą być gazowe mini-Neptunes lub gorące Jowisze.

astronomowie zastanawiali się, dlaczego nasz układ słoneczny wygląda tak inaczej. Jeśli Jowisz uformował się wcześnie, jego grawitacja mogła utrzymać większość dysku tworzącego planetę z dala od słońca. Oznacza to, że było mniej surowców dla wewnętrznych Planet. To zdjęcie jest zgodne z innymi pracami. Badania sugerują, że młody Jowisz wędrował przez wewnętrzny układ słoneczny i wyczyścił go, mówi Kruijer.

„bez Jowisza moglibyśmy mieć Neptuna tam, gdzie jest ziemia” – mówi Kruijer. „A gdyby tak było, prawdopodobnie nie byłoby Ziemi.”