Метеорити

На колко години е Юпитер?

2024

Това може да изглежда като лесен въпрос за отговор: Това е същата възраст като Слънчевата система, 4,56 милиарда години.

Но това всъщност не е така. Слънчевата система не се появи веднага ; за формирането му беше необходимо известно време. Колко време не е ясно и зависи от това какво използвате за стартиране на часовника. Дали тогава облакът от газ и прах, от който се образува Слънцето и планетите, започна да се срутва? Или когато слънцето се включи, сливайки водорода в ядрото си , превръщайки се в пълноценна звезда?

Една добра отправна точка е, когато твърдият материал започна да се кондензира от диска с материал, който се върти около прото-Слънцето, образувайки малки зрънца минерали. Това е датирано преди 4,568 милиарда години и е доста добро място за стартиране на часовника.

След това времето материалът започна да се слепва все повече, става все по -голям и в крайна сметка оформя планетите. Но детайлите се броят!

Увеличавам

Концепцията на художника за протопланетен диск. Подобно на нашата, когато беше млада, голяма планета в процес на формиране издълбава голяма празнина в диска. Кредит: Карън Л. Терамура, UH IfA

Една от идеите е, че Юпитер е израснал от по -малки протопланети, обекти, по -големи от около 1000 километра, през които самите те са израснали от много по -малки скали и камъчета. Оценките за това колко време отнема варират, вариращи от 1 до 10 милиона години от нулевото време. Но това е широк диапазон! Тъй като Юпитер е толкова масивен, той засяга всичко около него, така че да знае колко дълго то взети, за да стигнат до огромния си размер е важно за разбирането на какво иначе се случваше в Слънчевата система по това време.

в долината на насилието напътстват родителите

Току -що беше публикуван нов документ твърдението, че Юпитер се разраства много бързо, по-близо до 1-милионната граница. И идва от нещо, което изглежда като странен източник: метеорити.

Метеоритите идват предимно от астероиди, които самите са склонни да обикалят около Слънцето между Марс и Юпитер. Астероидите са останали отломки от ранната Слънчева система, материал, който никога не е станал планета. Имаме много доказателства, че е имало доста големи астероиди, които впоследствие са били унищожени, вероятно разбити от гигантски удари от други астероиди. Когато астероидите се удрят един в друг, те създават отломки, които също обикалят около Слънцето. Понякога орбитите им пресичат тази на Земята и те падат на повърхността на нашата планета, където можем да ги вземем и проучим: метеорити.

Самите метеорити се предлагат в много различни вкусове. Някои са по -скалисти, други имат високо съдържание на въглерод, други са метални. Това отразява тяхното минало: къде в диска на Слънчевата система са се образували (например по -близо до Слънцето, отколкото орбитата на Юпитер, или по -далеч), независимо дали някога са били част от по -голямо тяло, което е било разрушено, дали самите те са били засегнати с течение на времето , и така нататък.

В новата работа планетарните учени изследват наличието на волфрам и молибден в метеорити. Те избраха тези метали, защото са плътни. В ранната слънчева система, когато обектът е станал достатъчно голям, за да има значителна гравитация (може би около 1000 км по размер), тежки неща като желязо, волфрам и молибден ще потънат в ядрото. Ако открием метеорит с много тежки елементи, той вероятно е дошъл от по -голямо тяло, което се е разбило; това щеше да се случи по времето, когато се образуват гигантските планети, тъй като тяхната гравитация разбуни нещата и щеше да е причина за разбитите планетезимали.

Crash Course Astronomy Episode 16: Jupiter

Те не просто търсеха волфрам и молибден; те гледаха различно изотопи . Това са атоми, които имат същия брой протони в ядрото си, но различен брой неутрони. Те направиха това, защото различни изотопи се образуват от различни радиоактивни процеси и те отнемат различно време. Чрез измерване на относителните количества изотопи в проба, те могат да добият добра представа на колко години е, а също и къде в протопланетния диск се е образувал .

как да проявите моментално конкретен човек

Те откриха, че съотношенията на изотопи разделят метеоритите на две различни групи, които съществуват съвместно във времето, но са разделени в пространството започва около 1 милион години след началото на формирането на планетите . Освен това тези две групи могат да бъдат разделени на по -близки до Слънцето от Юпитер и по -далечни.

Сигурно нещо е отделило материала, който ги е формирал, а най -вероятният виновник е самият Юпитер; гравитацията му буквално разделя диска на две, като издълбава празнина в него. Метеоритите, които са се образували по -далеч, са различни от по -близките. Това означава, че Юпитер вече трябва да е бил достатъчно масивен, за да повлияе на околната среда само 1 милион години след началото на планетарното образуване.

Те заключават, че ядрото на Юпитер нараства бързо и вече е било близо 20 пъти масата на Земята след милион години. След това той нараства по -бавно до около 50 пъти масата на Земята след около 4 милиона години. В крайна сметка той консумира достатъчно газ около себе си, за да нарасне до сегашната си чудовищна маса от повече от 300 Земята.

И така, случаят е приключен, нали? Е, не. Има и друга идея че Юпитер не е нараснал отдолу нагоре, чрез натрупването на по -малки тела в по -големи. Вместо това той може да се е образувал отгоре надолу, да се кондензира директно от диска, поради гравитационна нестабилност, която по същество бързо е срутила голяма част от диска. Ако случаят е такъв, Юпитер изобщо не би имал ядро!

Възможността да се разбере дали Юпитер дори има ядро или не би помогнало да се разграничат двете хипотези. Това всъщност е една от основните причини чудесната сонда Juno да бъде изпратена до Юпитер. Данните все още идват, но предварителните резултати са, че Юпитер наистина има ядро. Горе-долу. Изненадващо, ядрото изглежда кашаст , и по -голям от очакваното. Тези резултати са между двете хипотези и не изключват нито едната! Така че все още не знаем. Надяваме се, че повече данни от сондата, докато тя продължава да обикаля около гигантската планета, ще помогнат да се определи какво е какво.

Така че, макар че това ново проучване е много интересно и много умно, бих казал, че не е пушка за пушене.

Цялото научно начинание да се опитам да разбера какво се е случило в ранната Слънчева система ми е интересно. Разбира се, науката е интересна, но опитите да се разбере самите те са наистина интересни! Учените работят по него от години, но ние едва сега започваме да можем да прилагаме сложни изчислителни модели на физиката, за да видим как се държат обектите тогава. Така че това не е някаква нова марка-нова идея, нито е напълно утвърдена. Това означава, че данните обикновено идват малко по малко, много идеи се разхвърлят, компютърни симулации се изпълняват, някои неща се изключват, други все още работят. Поради всичко това виждам документи, които вървят напред -назад с хипотези, които си противоречат, защото никой няма тези категорични доказателства.

Имайте предвид, че това не е слабост. Това е сила! Науката обикновено не е процес на еврика; отнема време, за да го разберете, а когато имате много хора с различни идеи, този процес е объркан. Но научната дъга се навежда към истината. С течение на времето, докато правим по -добри наблюдателни инструменти (в този случай телескопи и космически кораби), извършваме повече експерименти и използваме по -модерни модели, ние разбираме нещата по -добре.

Тези нови резултати показват, че Юпитер се формира бързо и е най -старата планета в Слънчевата система; от това, което можем да кажем, Земята се е образувала в течение на 10-100 милиона години след като първите частици са започнали да се събират. Това може да е правилно. Може да не е така. Но така или иначе, Юпитер е обект на силен интерес и достоен за нашето изследване.