Meteoriidid

Kui vana on Jupiter?

2024

Sellele võib tunduda lihtne vastata: see on päikesesüsteemiga sama vanus, 4,56 miljardit aastat.

Aga see pole päris nii. Päikesesüsteem ei tekkinud lihtsalt hetkega ; kujunemine võttis natuke aega. Kui kaua, pole selge ja see sõltub sellest, mida kasutate kella käivitamiseks. Kas see oli siis, kui gaasi- ja tolmupilv, millest Päike ja planeedid tekkisid, hakkas kokku varisema? Või kui Päike sisse lülitas, sulandades vesinikku oma südamikus , saades täieõiguslikuks staariks?

arvata, et nägin seda mooruspuu tänaval

Üks hea lähtekoht on see, kui tahke materjal hakkas proto-Päikese ümber keerleva materjali kettast kondenseeruma, moodustades pisikesi mineraaliterasid. See on dateeritud 4,568 miljardit aastat tagasi ja see on päris hea koht kella alustamiseks.

Pärast seda aega hakkas materjal rohkem kokku kleepuma, muutus järjest suuremaks ja moodustas lõpuks planeedid. Kuid detailid loevad!

Suurenda

Kunstniku ettekujutus protoplanetaarsest kettast. Nagu meie, kui ta oli noor, raiub suur planeet vormimisprotsessis kettasse laia lõhe. Krediit: Karen L. Teramura, UH IfA

Üks idee on see, et Jupiter kasvas välja väiksematest protoplaneetidest, objektidest, mis olid suuremad kui umbes 1000 kilomeetrit ja mille vahelt kasvasid nad palju väiksematest kividest ja veerisest. Hinnangud selle kohta, kui kaua see aega võttis, varieeruvad, ulatudes nullist ajast 1 kuni 10 miljoni aastani. Aga see on lai valik! Kuna Jupiter on nii massiivne, mõjutab see kõike ümbritsevat, nii et teades, kui kaua seda selle tohutu suuruse saavutamiseks on oluline mõista, mida muidu toimus sel ajal Päikesesüsteemis.

Äsja ilmus uus paber väites, et Jupiter kasvas väga kiiresti, lähemale 1 miljoni aasta tähisele. Ja see pärineb sellest, mis tundub kummaline allikas: meteoriidid.

Meteoriidid pärinevad enamasti asteroididest, kes ise kipuvad tiirlema ümber Päikese Marsi ja Jupiteri vahel. Asteroidid on varasest päikesesüsteemist tekkinud killustik, materjal, millest ei saanud kunagi planeeti. Meil on palju tõendeid selle kohta, et oli asteroide, mis olid päris suured ja hiljem hävitatud, arvatavasti purustatud teiste asteroidide hiiglaslike löökide tõttu. Kui asteroidid üksteisega põrkuvad, tekitavad nad prahti, mis tiirleb ümber Päikese. Mõnikord ületavad nende orbiidid Maa orbiidid ja langevad meie planeedi pinnale, kust saame need kätte ja uurime: meteoriidid.

Meteoriite on palju erinevaid maitseid. Mõni on kivisem, mõni süsinikusisaldusega, mõni metalliline. See peegeldab nende minevikku: kus nad Päikesesüsteemi kettal tekkisid (näiteks Päikesele lähemale kui Jupiteri orbiidile või kaugemale), kas nad olid kunagi osa suuremast kehast, mis oli häiritud, kas nad ise olid aja jooksul mõjutatud , ja nii edasi.

Uues töös uurisid planeediteadlased volframi ja molübdeeni olemasolu meteoriitides. Nad valisid need metallid, kuna need on tihedad. Varases päikesesüsteemis, kui objekt sai piisavalt suureks, et sellel oleks märgatav raskusjõud (võib -olla umbes 1000 km suurune), vajuksid rasked asjad, nagu raud, volfram ja molübdeen südamikku. Kui leiame meteoriidi, milles on palju raskeid elemente, pärines see tõenäoliselt suuremast kehast, mis purunes; see oleks juhtunud umbes sel ajal, kui hiiglaslikud planeedid tekkisid, kuna nende raskusjõud ajas asjad segamini ja oleks põhjustanud planeedimudelite purunemise.

Crash Course Astronomy Episode 16: Jupiter

Kuid nad ei otsinud ainult volframit ja molübdeeni; nad vaatasid teisiti isotoobid . Need on aatomid, mille tuumas on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Nad tegid seda seetõttu, et erinevatest radioaktiivsetest protsessidest tekivad erinevad isotoobid ja need võtavad aega. Mõõtes proovis isotoopide suhtelisi koguseid, nad saavad hea ettekujutuse sellest, kui vana see on ja ka sellest, kus protoplanetaarses kettas see tekkis .

miks on 50 tooni tumedam hinnatud r

Nad leidsid, et isotoopide suhtarvud jagavad meteoriidid kaheks eraldi rühmaks, mis eksisteerisid ajas samaaegselt, kuid olid ruumis eraldatud algab umbes miljon aastat pärast planeetide tekkimist . Lisaks saab need kaks rühma jagada Päikesele lähemal kui Jupiter ja kaugemaks.

Miski pidi olema eraldanud neid moodustanud materjali ja kõige tõenäolisem süüdlane on Jupiter ise; selle raskusjõud lõhestas ketta sõna otseses mõttes kaheks, nikerdades sellesse tühimiku. Kaugemale tekkinud meteoriidid erinesid lähemal olevatest. See tähendab, et Jupiter pidi olema juba piisavalt suur, et mõjutada oma keskkonda vaid miljon aastat pärast planeetide tekkimist.

Nad jõuavad järeldusele, et Jupiteri tuum kasvas kiiresti ja oli miljoni aasta pärast juba ligi 20 korda suurem Maa massist. Seejärel kasvas see umbes 4 miljoni aasta pärast aeglasemalt, umbes 50 -kordseks Maa massiks. Lõpuks tarbis ta enda ümber piisavalt gaasi, et kasvada praeguseks koletislikuks massiks üle 300 Maad.

Niisiis, juhtum suletud, eks? No ei. On veel üks idee et Jupiter ei kasvanud alt üles, väiksemate kehade muutumisel suuremaks. Selle asemel võis see tekkida ülalt alla, kondenseerudes otse kettalt, gravitatsioonilise ebastabiilsuse tõttu, mis põhimõtteliselt suure osa kettast kiiresti kokku varises. Kui see nii on, poleks Jupiteril üldse tuuma!

Võimalus teada saada, kas Jupiteril on isegi tuum või mitte, aitaks neid kahte hüpoteesi eristada. See on üks peamisi põhjusi, miks imeline Juno sond Jupiterile saadeti. Andmed on endiselt tulemas, kuid esialgsete tulemuste kohaselt on Jupiteril tuum. Kuidagi. Hullumeelselt tundub tuum pehme , ja oodatust suurem. Need tulemused jäävad kahe hüpoteesi vahele ja ärge välistage kumbagi! Nii et me veel ei tea. Loodetavasti aitavad hiiglasliku planeedi orbiidil tiirleva sondi andmed rohkem kindlaks teha, mis on mis.

Seega, kuigi see uus uuring on väga huvitav ja väga tark, ütleksin, et see pole suitsetamispüstol.

Kogu see teaduslik püüd püüda välja mõelda, mis juhtus varases päikesesüsteemis, on mulle huvitav. Muidugi on teadus huvitav, kuid katsed sellest aru saada on iseenesest tõesti huvitavad! Teadlased on selle kallal juba aastaid töötanud, kuid me alles hakkame suutma rakendada füüsika keerukaid arvutusmudeleid, et näha, kuidas objektid toona käitusid. Nii et see pole mingi täiesti uus idee ega ka täielikult väljakujunenud. See tähendab, et üldiselt tuleb andmeid vähehaaval, palju ideid visatakse ringi, käivitatakse arvutisimulatsioone, mõned asjad on välistatud, teised on endiselt töös. Selle kõige tõttu näen ma pabereid edasi -tagasi hüpoteesidega, mis on üksteisega vastuolus, sest kellelgi pole neid lõplikke tõendeid.

Pidage meeles, see pole nõrkus. See on tugevus! Teadus ei ole tavaliselt eureka protsess; selle mõistmine võtab aega ja kui teil on palju erinevate ideedega inimesi, on see protsess segane. Kuid teaduse kaar kaldub tõe poole. Aja jooksul, kui valmistame paremaid vaatlusvahendeid (antud juhul teleskoope ja kosmoseaparaate), teeme rohkem katseid ja kasutame arenenumaid mudeleid, saame asjadest paremini aru.

Need uued tulemused näitavad, et Jupiter moodustus kiiresti ja on päikesesüsteemi vanim planeet; sellest, mida võime öelda Maale, mis tekkis 10–100 miljoni aasta jooksul pärast esimeste tahkete osakeste kokkupanemist. See võib õige olla. See ei pruugi olla. Kuid igal juhul on Jupiter intensiivse huvi objekt ja meie uurimist väärt.

Pagan, igal juhul on see meie suur õde -vend. Minu arvates on hea mõte seda paremini tundma õppida.

Pildikrediit: Mõttekohvik ja Crash Course Astronomy