Jupiter možná původně vznikl až na úrovni Neptunu

TLDR verze: Původ našeho největšího plynového obra až doposud ubíral astronomům na spánku. Nezapadal totiž do všeobecně přijímaných modelů vzniku planet. Podle nových simulací ale mohl Jupiter vzniknout mnohem dál od centra soustavy, než se doposud předpokládalo (studie tu).

Tloustnoucí cestovatel s publikem

Počátky uvažování o vzniku sluneční soustavy se mnohdy datují až do dob evropského osvícenství, ke Kant-Laplaceho teorii o vývoji mlhovin. Teorie současná je mnohem robustnější, komplikovanější a postavená nejen na matematických modelech, ale i na mnoha pozorováních. Přesto jde právě o matematické modely, které poskytují nový důkaz o „divoké“ minulosti Jupiteru!

Podle současné teorie se velké planety, jako je právě Jupiter, zrodily dále od centra soustavy, za pomyslnou hranicí, kterou počeštěně nazvěme jako Sněžná čára. Tedy dále od Slunce, kde nižší teplota a slabší sluneční větry dovolují zmrzlým plynům zformovat pevné částečky, ze kterých se mnohem později vytvoří větší tělesa – pevná jádra nových planet.

Takto vytvořený objekt pak postupem času nabíral na hmotnosti, což mu dovolilo cestou „posbírat“ i ty nejlehčí plynné prvky (vodík a helium) a dostal se vlivem silné gravitace blíže ke Slunci. Jupiter, na to, že jde o dvakrát větší planetu, než všechny ostatní dohromady, však obíhá kolem Slunce relativně blízko. Jak se tedy mohl zformovat a kde k tomu v takové konkurenci našel materiál?   

Do své dnešní velikosti Jupiter nenarostl přes noc…

Odpověď nabízí nová simulace od šikovných vědátorů ze švédské univerzity v Lundu, u této studie v čele se Simonou Pirani. Jupiter podle ní mohl vzniknout čtyřikrát dál od Slunce, než se v současnosti nachází – ve vzdálenosti asi osmnácti AU od centra soustavy, tedy cca na úrovni dráhy Uranu.

Z tamního chladného „klimatu“ se po dvou, možná třech milionech let začal pohybovat směrem ke Slunci. Jeho dlouhá cesta na současnou orbitu pak trvala asi 700 tisíc let. To vše samozřejmě před mnoha miliardami let, dávno na počátku sluneční soustavy jako takové.

Venku nebo uvnitř?

Podle simulace tu ale nevznikl ve své současné majestátnosti, ba naopak, jako menší objekt, ledem pokrytý planetoid, a to před čtyřmi a půl miliardami let. O jeho cestu ke Slunci se pak postarala samotná gravitace mateřské hvězdy. Jeho vlastní gravitace ale cestou také sílila, jak pohlcoval další a další materiál. A pak narazil na Trojány.

Zapomeňte ale na dřevěné koně, Homéra a Heladu – Trojány  jsou menší asteroidy a jiné objekty, které se pohybují spolu s Jupiterem po jeho orbitě kolem Slunce. Právě ty dovolily vědcům přijít s novou teorií. Jejich velká část se totiž pohybuje před Jupiterem (po směru jeho obíhání), menší část pak v závěsu za ním. Jejich nesouměrné rozložení bylo předmětem diskuzí, depresí, bolehlavů, a vlastně i tématem samotné studie.

Trojány v pohybu! Stroj: Astronomický ústav Akademie věd/Petr Scheirich

Nejpravděpodobnější verzí nakonec zřejmě je, že Jupiter, jako pomalu se formující planeta, se během svého pohybu ke Slunci s Trojány střetl. Svou gravitací je při tom stáhl sebou na zcestí – v simulací jenom tento scénář odpovídá distribuci Trojánů tak, jak je vidíme dnes. To vše se ale naštěstí stalo dřív, než Jupiter dospěl do své současné definitivní podoby plynného obra…

Takže, pokud je teze správná, mělo by jádro Jupiteru obsahovat stopy stejného složení jako Trojány! Jejich analýzou bychom se tak mohli dozvědět leccos o našem největším plynném obru. To by nám pak mohlo dovolit vše i potvrdit či vyvrátit!

Švédská simulace ale není zdaleka jedinou, která se snaží rozkrýt osud Jupiteru a Trojánů. Dokonce existují takové simulace, jejichž závěry jsou dokonale protichůdné vůči teorii vědců z Lundu…

Schrödingerovská planeta

Za zmínku totiž stojí i studie zveřejněná v lednu tohoto roku v Astronomy & Astrophysics, tedy ve stejném časopisu, jako závěry švédského týmu. Podle ní je rodiště Jupiteru naopak mnohem blíže Slunci a ve svém raném stádiu života cestoval směrem ven ze sluneční soustavy.

Kéž by to byl jediný problém, který s Jupiterem věda má…

Už v minulosti ostatně právě to naznačovaly některé jiné studie. Podle nich měl být třeba Jupiter na své dočasné cestě mezi vnitřní planety (na cca úroveň Marsu) odpovědný za eliminaci části zdejšího materiálu. Tím zamezil vzniku superZemí, které pozorujeme u jiných hvězd. Tento scénář samozřejmě současná studie, do jisté míry, tak trochu popírá!

Jak dilema rozhřešit, tradičně nevím. Ptal jsem se na názor svého známého astronoma, a ten text komentoval jenom slovem „zajímavé„. Jak už to ve vědě chodí, Jupiterova minulost se tak momentálně nachází v jakési superpozici staré (vznikl blízko a užral vnitřní planety) i nové (vznikl daleko) teorie, kdy jsou momentálně obě pravdivé. Teprve další výzkumy, které by obě možnosti nějakým způsobem sjednotily či potvrdily/vyvrátily, nám řeknou více.

Rozřešení se snad dočkáme po roce 2021, kdy Zemi opustí sonda Lucy, která by si Trojány mohla „ohmatat“ zblízka! Uvidíme tedy někdy posléze.

[JH, LL]

Více o posledním vývoji v kosmonautice taky s Kosmonautixátorem Dušanem Majerem! 

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze