Zeldzame meteorieten uit de vroege dagen van het zonnestelsel hebben aangegeven dat Jupiter onverwacht laat werd geboren, ongeveer 5 miljoen jaar na de geboorte van de zon en de eerste asteroïden, zeggen wetenschappers in een artikel gepubliceerd in Science Advances.
“We hebben aangetoond dat de geboorte van Jupiter de asteroïdengordel op een speciale manier had moeten“opschudden”en de asteroïden erin had moeten laten botsen met een zeer hoge snelheid die nodig is voor de vorming van CB-chondrieten. We kunnen dus zeggen dat deze meteorieten het eerste voorbeeld zijn van hoe het zonnestelsel de angstaanjagende kracht van Jupiter op zijn huid voelde”, zei Brandon Johnson van Brown University (VS).
Dirigent van het zonnestelsel
Wetenschappers geloven tegenwoordig dat het zonnestelsel zich ongeveer 4,6 miljard jaar geleden begon te vormen als gevolg van de gravitationele ineenstorting van een gigantische interstellaire moleculaire wolk. De meeste materie ging naar de vorming van de ster - de zon, en uit de rest van de materie die niet in het midden viel, werd een roterende protoplanetaire schijf gevormd, waaruit later de planeten, hun satellieten, asteroïden en andere kleine lichamen van het zonnestelsel voortkwamen.
Eerder werd aangenomen dat alle planeten zich in ongeveer dezelfde banen vormden als ze nu zijn. Astronomen geloven tegenwoordig dat Jupiter en andere reuzenplaneten "beeldhouwers" waren wiens migraties naar de zon en de buitenwijken van het zonnestelsel de vorming van de "embryo's" van de aarde en andere rotsachtige planeten en hun interacties met elkaar orkestreerde.
Johnson en zijn collega's ontdekten wanneer dit proces begon en toen Jupiter ontstond door het bestuderen van relatief zeldzame meteorieten, het puin van de oudste asteroïden dat werd gevormd als gevolg van de krachtigste "kosmische ongelukken" in het zonnestelsel.
Deze "hemelstenen", de zogenaamde CB-chondrieten, zijn poreuze rotsachtige structuren die lijken op puimsteen en die veel kogels bevatten van een legering van ijzer en nikkel, wat buitengewoon ongebruikelijk is voor dit type asteroïde.
Promotie video:
Volgens wetenschappers van vandaag werden chondrieten gevormd in de eerste dagen van het leven van het zonnestelsel, in een tijd dat planeten, kometen en andere kleine hemellichamen nog niet bestonden. In de regel bevatten chondrieten zelden metalen, omdat ze verhitting tot hoge temperaturen nooit hebben overleefd en niet smolten.
Dans van de kleine chondrieten
CB-chondrieten vormen hierop een uitzondering: ze bevatten een recordhoog aandeel aan metalen voor dit type asteroïden. Daarom geloven veel astronomen dat ze eigenlijk geen chondrieten zijn, omdat het buitengewoon moeilijk is om het verschijnen van metalen ballen erin te verklaren met behulp van algemeen aanvaarde theorieën over de geboorte van het zonnestelsel.
“De verdamping van ijzer in meteorieten kan alleen optreden bij zeer hoge botssnelheden. Je moet het versnellen tot een snelheid van 20 kilometer per seconde om erover na te denken, en de gebruikelijke modellen van het zich vormende zonnestelsel 'versnellen' asteroïden op zijn best tot slechts 12 kilometer per seconde ', legt de planetaire wetenschapper uit.
Johnson vond het antwoord op dit raadsel door de structuur van metalen ballen in dergelijke meteorieten te bestuderen. Hij ontdekte dat ze allemaal ongeveer vijf miljoen jaar nadat alle andere soorten chondriet-materie waren ontstaan, gevormd waren.
Zo'n synchrone verschijning van CB-chondrieten bracht hem ertoe te denken dat de drijfveer voor hun geboorte, in letterlijke en figuurlijke zin, de migrerende Jupiter zou kunnen zijn, die het dek van ontluikende asteroïden 'schuifelde' en ze met elkaar liet botsen.
Hij testte dit idee door een computermodel te maken van het pasgeboren zonnestelsel, waarin Jupiter in de eerste paar miljoen jaar van zijn leven naar de zon migreerde. Ze toonde aan dat de beweging voldoende was om zelfs protoplanetaire lichamen die groot genoeg waren, met een diameter van 90 of 300 kilometer, met zeer hoge snelheden met elkaar in botsing te brengen, tot 33 kilometer per seconde.
Dergelijke botsingen duurden niet erg lang - ongeveer 500 duizend jaar. Dienovereenkomstig kunnen we zeggen dat Jupiter vrijwel gelijktijdig werd geboren met de vorming van CB-chondrieten - ongeveer 5 miljoen jaar nadat de eerste asteroïden zich in het zonnestelsel begonnen te vormen na de geboorte van de zon.
Een vergelijkbare geboortetijd van Jupiter was een grote verrassing voor Johnson en zijn collega's - eerdere wetenschappers geloofden dat gigantische planeten zeer snel ontstonden, omdat het gas van de protoplanetaire schijf moest verdwijnen onder de druk van de stralen van de jonge zon. Als de berekeningen van de auteurs van het artikel correct zijn, dan was dit niet het geval, wat wetenschappers zou kunnen dwingen om de theorie van de geboorte van het zonnestelsel te heroverwegen.
